Понятие о режимах нефтегазоводоносных пластов

Постановка и решение газо-гидродинамических задач разработки месторождений в значительной степени определяются природой движущих сил, обеспечивающих фильтрацию нефти или газа в пласте. В связи с этим большое значение имеет знание режимов нефтегазоносных пластов.

Режим продуктивных пластов в процессе их разработки зависит от многих естественных факторов и от системы разработки.

К естественным факторам, влияющим на режим разрабатывае­мого пласта, относятся геологические особенности строения пласта, фильтрационные характеристики пород пласта и насыщающих его жидкостей и газов, физические условия в пласте — давление, тем­пература и т. д.

Системой разработки пласта определяются: количество и способ рас­положения добывающих и нагнетательных скважин, последова­тельность их ввода в эксплуатацию, темпы отбора и закачки жидко­сти или газа в них, способы вскрытия продуктивного пласта, раз­меры и оборудование забоев скважин, методы воздействия на призабойную зону пласта и т. д.

Движение жидкости и газа в пласте в процессе его разработки происходит как за счет использования потенциальной энергии пласта и насыщающих его жидкостей, так и за счет дополнитель­ных внешних источников энергии.

Потенциальная энергия пласта выражается в следующих фор­мах: энергии напора краевых вод: потенциальной энергии упругой деформации жидкости и породы пласта; потенциальной энергии сжатия свободного и выделяющегося из жидкости при снижении давления газа; энергии, обусловленной силой тяжести пластовых жидкостей. Дополнительные внешние источники энергии связаны с закач­кой в пласт жидкости или газа для поддержания пластового дав­ления.

При разработке конкретного нефтяного или газового месторож­дения могут проявляться в разных соотношениях различные энергии пласта и насыщаю­щих его жидкостей.

Режимом нефтегазоводоносного пласта называется проявление доминирующей формы пластовой энергии в процессе разработки залежи нефти или газа.

В зависимости от формы пластовой энергии, за счет которой в основном происходит движение жидкости или газа в пласте, раз­личают следующие режимы нефтегазоводоносных пластов:

1) водонапорный режим, когда нефть вытесняется в добывающие скважины под действием напора краевой или подошвенной воды;

2) газонапорный режим, если нефть или вода вытесняется в сква­жины в основном под действием напора сжатого газа, находяще­гося в виде газовой шапки над нефтью или водой. Этот ре­жим называют еще режимом газовой шапки;

3) режим растворенного газа, когда давление в нефтяной за­лежи ниже давления насыщения нефти газом и пузырьки окклю­дированного газа, расширяясь, вытесняют нефть к забоям сква­жин; такой режим еще называют “режимом гази­рованной жидкости” или “режимом окклюдированного газа”;

4) упругий режим, при котором нефть поступает в скважины за счет упругих свойств жидкости и породы пласта (подробнее об этом режиме далее);

5) гравитационный режим, когда нефть или вода добываются из пласта только за счет использования силы тяжести самой нефти или воды.

Следует отметить, что в промысловой практике нефтяная за­лежь редко эксплуатируется на каком-либо режиме весь период ее разработки. Так, месторождения с водонапорным режимом в на­чале разработки могут вследствие высоких темпов отбора нефти перейти на режим растворенного газа. Иногда различные участки одного и того же нефтяного месторождения могут эксплуатироваться при различных режимах: в приконтурные добывающие скважины нефть поступает за счет напора краевых вод, а в скважины, расположен­ные ближе к своду, за счет энергии газовой шапки или, возможно, за счет расширения выделившегося из нефти газа.

В практике разработки газовых и газоконденсатных место­рождений характерными являются два режима: газовый и водона­порный. При газовом режиме приток газа к добывающим скважи­нам происходит за счет потенциальной энергии расширения газа при снижении давления в залежи по мере его отбора. При этом контур­ные или подошвенные воды практически не вторгаются в газовую залежь и, следовательно, объем порового пространства газовой залежи практически не изменяется во времени.

При водонапорном режиме в процессе разработки в газовую залежь поступает контурная или подошвенная вода, что приводит к уменьшению объема порового пространства газовой залежи. При этом приток газа к забоям добывающих скважин осуществляется за счет использования, как энергии давления сжатого газа, так и за счет напора поступающей в газовую залежь воды.

Более подробные сведения о режимах пластов можно получить в специальной литературе по разработке нефтяных и газовых месторождений.

 

Раздел 3. Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости в нефтегазоносных пластах

3.1. Дифференциальные уравнения фильтрации флюидов

Лекция № 8

1. Закон Дарси, связывающий давление флюида и скорость фильтрации получен экспериментальным путем на лабораторной установке с известными геометрическими размерами (L, S) и постоянными характеристиками пористой среды, для однородного течения жидкости при постоянном расходе флюида.

В реальных условиях исчезает понятие о геометрических размерах пористой среды (ввиду масштабности), ее характеристики изменяются от точки к точке и во времени, т.е. мы имеем дело с полем давлений и скоростей. Характеристики этого поля получают на основании решения дифференциального уравнения в частных производных, используя при этом так называемые начальные и граничные условия.

Чтобы вывести дифференциальное уравнение фильтрации в пористой среде, заключающей движущийся флюид, вначале составляется система уравнений, в которой на основе соответствующих физических законов рассматриваются в бесконечно малом элементарном объеме изменение его массы и энергии, а также результаты экспериментального изучения поведения флюидов и свойств пористой среды. Число уравнений в системе (дифференциальных и конечно-разностных) должно равняться числу неизвестных функций, характеризующих процесс и подлежащих определению. Такая система уравнений называется замкнутой.

В число дифференциальных уравнений обязательно входят: уравнение баланса массы, уравнение неразрывности, уравнение движения и уравнения состояния параметров пористой среды и насыщающих ее флюидов.

В результате интегрирования (решения) дифференциальных уравнений получают, прежде всего, распределение давления и скорости фильтрации по всему пласту в любой момент времени.

Р = P(x, y, z, t); .

Для случая несжимаемого флюида (r=const) и постоянных параметров пористой среды (k, m=const) – это и будет решением. А в случае сжимаемых сред и флюидов нужно дополнительно определять r, m, m и k как функции координат пространства и времени.

Аналитическое (в виде формул) решение системы дифференциальных уравнений удается получать в ограниченном числе простейших случаев. В более сложных случаях системы уравнений решаются численными методами на ЭВМ. Вместе с тем знание аналитических решений для простых случаев (гидродинамических моделей) имеет большое значение, как для понимания законов гидродинамики так и потому, что сложные модели при определенных условиях сводятся к простым.

2. Вывод уравнения неразрывности.

Для однородного сжимаемого флюида и деформируемой среды уравнение неразрывности получается из уравнения баланса массы в элементарном объеме пористой среды.

Рис. 8.1

 

Найдем поток жидкости (массовый) через левую грань за время t (точка М в центре грани).

N₁=(rw_x)_abdydzdt.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Понятие как форма мышления
2. Административно-правовые нормы: понятие, структура, виды. Дискуссионность по понятию структуры правовой нормы.
3. АДМИНИСТРАТИВНО-ЮРИСДИКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО: ПОНЯТИЕ, ЧЕРТЫ, ВИДЫ.
4. Административные запреты и ограничения в структуре правового статуса государственных гражданских служащих в Российской Федерации: понятие и содержательная характеристика.
5. АДМИНИСТРАТИВНЫЙ НАДЗОР: ПОНЯТИЕ, ОСОБЕННОСТИ, МЕТОДЫ, СУБЪЕКТЫ, ПОЛНОМОЧИЯ.
6. Акты применения права:понятие,признаки,виды.Н,П,А.и акты примен.права:сходство,различия.
7. Аминоспирты 2-аминоэтанол(коламин), холин, ацетилхолин. Аминофенолы: дофамин, норадреналин,адренлин.Аминотиолы ( 2 аминоэтантиол). Понятие о биологич-ой роли
8. Амнистия и помилования. Понятие. Их правовое значение. (Статьи 84 —85).
9. Антикоррупционная экспертиза нормативных правовых актов: понятие и основания проведения. Субъекты проведения антикоррупционной экспертизы.
10. Бюджетная классификация (понятие, принципы, виды). Бюджетный кодекс РФ.
11. Бюджетные правоотношения: понятие и виды
12. В неориентированном графе понятие дуга, путь, контур заменяются соответственно на ребро, цепь, цикл.