Способ изучения процесса фильтрации на модели пласта

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение точности изучения процесса плоскорадиальной фильтрации. Закачивают в модель фильтрующийся агент с разделением потока на линейные составляющие последовательно в линейных элементах модели. Последние имеют фильтрационные параметры согласно параметрам моделируемого процесса в соответствующих сечениях пласта по мере удаления от скважины. Первым линейным элементом моделируют призабойную зону скважины. Определяют перепад давления и объемный расход фильтрующегося агента через модель. На основании данных моделирования подбирают оптимальные режимы вытеснения нефти из реального пласта. 1 ил., 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (-/

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4219523/23-03 (22) 01.04.87 (46) 15,05.89. Вюл. Р 18 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Р,Р,Ибатуллин (53) 622.276.43 (088.8) (56) Шейман А.Е. и др. Воздействие на пласт теплом при добыче нефти. N.:

Недра, 1969, с. 26.

Алиев З.С. и др. Технологический режим работы газовых скважин. M.:

Недра, 1978, с. 251-252. (54) СПОСОЕ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ НА 1 РОДЕЛИ ПЛАСТА (57) Изобретение относится к нефтедо1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изучения процессов фильтрации и вытеснения нефти на модели пласта.

Целью изобретения является повышение точности изучения процесса плоскорадиайьной фильтрации.

На чертеже представлена схема модели пласта.

На чертеже обозначено: линейные элементы 1-4 модели, имитирующие участки пласта от нагнетательной до соответствующих добывающих скважин, элемент 5, имитирующий призабойную зону нагнетательной скважины.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Из линейных элементов пласта, каж" дый из которых представляет цилиндрибывающей промышленности. Цель — повышение точности изучения процесса плоскорадиальной фильтрации. Закачивают в модель фильтрующий агент с разделением потока на линейные составляющие последовательно в линейных элементах модели. Последние имеют фильтрационные параметры согласно параметрам моделируемого процесса в соответствующих сечениях пласта по мере удаления от cKBBxcHHbl, Первым линейным элементом моделируют призабойную зону скважины. Определяют перепад давления и объемный расход фильтрующего агента через модель, На основании данных моделирования подбирают, (D оптимальные режимы вытеснения нефти из реального пласта, 1 ил., 3 табл, ческое тело с входом и выходом, заполненное пористой средой, собирают модель пласта. При этом элементы с различными моделируемыми фильтрационными параметрами соединяют между собой в такой последовательности, кото- Ж рая соответствует распределению этих Ж параметров в реальном пласте. СО

В целом модель представляет собой ДЬ разветвляющуюся систему с увеличивающейся общей площадью сечения последовательных групп элементов в направлении от входа к выходу в соответствии с плоскорадиальным характером фильтрационного потока, причем первым линейным элементом моделируют призабойную зону скважины, Таким образом, при изучении процесса фильтрации на данной модели пласта фильтрационный поток разделя! 479634

4. ют на линейные потоки последовательно согласно параметрам моделируемого процесса в соответствующих сечениях пласта по мере удаления от скважи5 ны.

Пористую среду элементов насыщают исследуемой жидкостью (нефтью или водой) и подают на вход модели вытесняющую жидкость (воду или ту же 10 нефть), т. е . фильтрующийся агент со стоит из исследуемой и вытесняющей жидкостей.

Замеряют расход фильтрующейся жидкости через все выходы модели, а так- 15 же другие параметры, например перепады давления. На основании полученных результатов подбирают оптимальные режимы вытеснения нефти из реального пласта. 20

Пример конкретного выполнения способа. На участке, представляющем собой обращенный пятиточечный элемент, расположены 5 скважин — центральная нагнетательная Р 5, и 4 добывающих — 25

КФ 1-4.

В табл. 1 представлены усредненные параметры пласта опытного участка (пьезопроводность замерена в направлении от нагнетательной скважины к 30 исследуемой).

Опыты проводили при объемном расходе нагнетаемой жидкости (воды) э

q = О, 33 10 м /с, давлении нагнетания P = 0,023 мПа.

В качестве пористой среды использовали кварцевый песок различных фракций (от 0,062 до l 0 мм), в качестве фильтрующейся жидкости — модель девонской нефти, представляющую 40 собой смесь разгазированной пластовой нефти с керосином. ,Параметры модели меняли для каждого элемента в соответствии с их соотношениями для реального пласта. При 45 этом было осуществлено 2 варианта неоднородности модели: вариант 1 по гидропроводности, вариант 2 по пьезопроводности ° Параметры элемента 5 соответствовали параметрам нагнетательной скважины K - 5 с проницаемостью призабойной зоны 0,897 мкм

Вариант 1. Модель неоднородна по гидропроводности (Я). Гидпроводность характеризует способность пористой среды фильтровать через себя жидкость единичной вязкости. Поскольку гидропроводность — комплексная характеристика, зависящая от нескольких параметров (g = kh/р), то можно достигнуть разных значений f при постоянстве одних параметров и варьировании других.

В качестве элементов модели пористой среды использовали трубы, одинаковые по размерам (длиной 2,0 м, диаметром 0,02 7 м площадью сечения

22,9"10 и ), А поскольку площадь сечения элементов, связанная с толщиной реального пласта h одинакова для всех элементов, то соотношение гидропроводностей по модели будет определяться соотношением параметров k и 1Ч, Вязкость насыщающей жидкости (P) для всех элементов модели была постоянной и равной 3 мПа/с. Проницаемость пористой среды элементов (k) подбирали таким образом, чтобы она была равной проницаемости соответствующих моделируемых участков реального пласта (см, чертеж), а именно: для элемента 1 0,71 для элемента 2 1,23, для элемента 3 0,71, для элемента 4

О, 78 мкм ".

При таком подборе параметров значения гидропроводностей (Е) для элементов получились равными (м /Па-с ° 10 )

3 9 для элементов: 1 !,30; 2 1,54; 3

0,81; 4 1,37.

Данные значения гидропроводностей можно получить и при тех же геометрических размерах труб и при постоянной проницаемости, но подбирая для каждого элемента соответствующую вязкость нефти или при постоянных значениях проницаемости и вязкости, но подбирая размеры труб и т.д.

После составления модели были проведены замеры объемных расходов фильтрующихся жидкостей (дебитов), замеренных на выходах моделей пласта.

Данные значения сопоставлены с дебитами добывающих скважин изучаемого пласта и вычислены ошибки, получаемые на моделях, в сравнении с реальным пластом. Полученные данные приведены в табл. 2, Вариант 2. Модель пласта неоднородна по пьезопроводности (Ж). Пьезопроводность характеризует скорость распространения в насыщенной пористой среде давления. Пьезопроводность зависит от с><имаемости самой пористой среды (P ), а также от вязкости (!ц) и с"имаемости насыщающей ее жидкости („,), а также от проницаемости по5 14796 ристои среды (k) . Эта зависимость вы— ражается формулой где m — коэффициент пористости.

Так же как и гидропроводность, различные значения 9(, достигаются при постоянстве одних параметров и варьировании других. 10

Различные значения пьезопроводности, пропорциональные реальным пластовым, создавали путем варьирования вязкости нефти, насыщающей каждый элемент при постоянной проницаемости, 15

Размеры труб, как и в варианте 1, были одинаковы для каждого элемента и составляли, м: диаметр 0,027, дли10 4М

Элементы модели насьпцения нефтью 20 со следующими значениями вязкости (мПа/с): элемент 1 3,0; -"- 2 4,6;

3 3,6; -"- 4 3,3.

Проницаемость пористой среды во всех элементах равнялась 1,0 мкм . 25

При таком сочетании параметров были получены следующие значения пьезопроводности (см /с 10 ): для элемента 1 30,0; -"- 2 46,0; -"- 3 36,0;

4 33,0. 30

После создания в модели необходимого для исследования фильтрации давления 2,0 мПа одновременно открывали выходные вентили на элементах 1-4.

По результатам замеров объемных рас35 ходов для каждого элемента получали зависимости q = q(t)/q,где q — текущий расход жидкости, см /с; q u q расходы жидкости сразу после открытия вентиля и безразмерный расход; время, с. По полученным зависимостям, определяли время, необходимое для ус34 тановления постоянного расхода при данном перепаде давления. Полученные результаты сравнивали с результатами исследований на реальном опытном участке (табл. 3).

Как следует из данных табл. 3, расхождения между результатами, полученными. на модели и на реальном пласте, весьма незначительны, а именно ошибка не превышает 4,1Е.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет быстро и с достаточной точностью изучать процессы фильтрации и вытеснения нефти из пласта, а на основе полученных результатов выбирать наиболее эффективный метод управления этими процессами (гидродинамический или физико-химический).

Формула изобретения

Способ изучения процесса фильтрации на модели пласта, включающий закачку в модель фильтрующегося агента с разделением потока на линейные составляющие в линейных элементах с фильтрационными параметрами пористой среды около скважины и определение перепада давления и объемного расхода агента через модель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности изучения процесса плоскорадиальной фильтрации, фильтрационный поток разделяют на линейные потоки последовательно согласно параметрам моделируемого процесса в соответствующих сечениях пласта по мере удаления от скважины, причем первым линейным элементом моделируют призабойную зону скважины.

1479634

Таблица 1

Гидропроводность f =

= kh/М, м /Па с 10

Пьезопроводность

Ж,, см /с 10

Расстояние

Толщина пласта, h м

Скважина, N

Дебит скважины

Q,ì /сут от нагнетательной скважины

1, м

Средние значения. Ь, =- 7,85, 1 = 860, Q« = 2,20, K = 36,5

П р и м е ч а н и е: p — вязкость фильтрующей жидкости (нефти,мПа с).

Т аблица 2

Объемные расходы, м /с

Соотношение объемных расходов

Ошибка в соотношении по сравнению с реальным пластом,X

Модель пласта Скважина, К

Дебит, м /с

Эле-.

Модель Реальный пласта пласт мент, В

Извест- Предлагаеный мый

0,82 ° 10Г

0,92 ° 10

0,51 10

0,86 ° 10

1,50

1,86

1,00

1,66

33,3

46,2

О

39,7

Т аблица 3 Время установления дебита

Ошибка в соотношении по

Соотношение времени установления дебита реальный пласт сравнению с реальным пластом, Е модель пласта

Модель плас- Реальный та пласт

Скважина,Н Время, сут.

Элемент, У Время, с

1,54

1,00

1,29

1,46

1

3

2

1

3

218

228

269

560

9,6

6,6

6,0

9,2

2

1

3

Проницаемость k мкм 10 й

897

714

1232

711

783

250

52

67

2,28

2,71

1,42

2,40! 61

1,92

1,00

1,68, 1,53

1,00

1,28

1,40

30,3

45,9

36,4

33,2

250

0,6

О

0,7

4,1

7,3

3,2

1,2

l479634

Составитель М.Тупысев

Редактор Р. Середа Техред M.3(одащщ Корректор М. Васильева

Заказ 2514/31 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101