Образование застойных зон при вытеснении нефти водой

Важный эффект фильтрации с предельным градиентом давления – возможность образования в пласте застойных зон, где движение жидкости или газа отсутствует. Эти зоны образуются в тех участках пласта, где градиент давления меньше предельного. Возникновение застойных зон ведет к уменьшению нефтеотдачи пластов. На рис. 10.1, а застойная зона 3, расположенная между двумя добывающими скважинами с равными дебитами, заштрихованы.

Рассмотрим вытеснение нефти водой из пласта с пятиточечной системой расположения скважин (рис. 10.1, б). Пусть через нагнетательную скважину 1 закачивается вода, а через добывающую скважину 2 отбирается нефть. Анализ возникшего при этом двумерного течения показывает, что в зонах 3 скорость течения будет мала по сравнению со скоростями течения в областях, прилегающих к прямым, соединяющим нагнетательную и добывающую скважины. Поэтому эти зоны и окажутся застойными. Отношение не заштрихованных областей ко всей площади пятиточечной ячейки можно считать площадным коэффициентом охвата пласта заводнением. Величина застойной зоны и коэффициент охвата пласта зависит от параметра

, (10.12)

где Q – дебит добывающей скважины,

L – характерный размер (например, половина расстояния между соседними скважинами),

g - предельный (начальный) градиент. g = Dp/l - это предельное значение g определяет ту величину градиента давления (Dp/l)o, по достижении которой начинается движение жидкости.

Коэффициент охвата пласта увеличивается с увеличением параметра.

Контрольные вопросы и задачи

1. Каков физический смысл предельного градиента давления и от каких параметров он зависит?

2. Опишите метод определения предельного градиента давления из промыслового эксперимента.

3. Почему области пласта с малой проницаемостью оказываются областями наибольшего проявления неньютоновских свойств флюидов?

4. В случае стационарной плоскорадиальной фильтрации оцените, на сколько снижается дебит вязкопластичной жидкости по сравнению с дебитом ньютоновской жидкости при прочих равных условиях.

5. Построить индикаторную кривую для четырехслойного пласта (проницаемости пропластков k₁ < k₂ < k₃ < k₄) при стационарном плоскорадиальном притоке вязкопластичной жидкости к скважине. Считать, что пропластки гидродинамически изолированы: нет перетоков между слоями.

6. Постройте типичную кривую изменения забойного давления р_с(t) при фильтрации с предельным градиентом. Как ее можно использовать для обнаружения проявлений предельного градиента в пластовых условиях? Сравните с соответствующей кривой при нестационарной фильтрации упругой жидкости.

7. Как можно объяснить образование застойных зон при эксплуатации нефтяных залежей и оценить размеры зон?

8. Определить предельный градиент γ по промысловым данным исследования. После длительной эксплуатации скважины в пласте с неньютоновской нефтью увеличивают противодавление на пласт р_с' = 7 МПа, при котором прекращается поступление нефти в скважину. Затем закачивают такое же количество той же нефти, при котором начинается поступление нефти в пласт. Давление на забое становится равным р_с'' = 12 МПа. Радиус контура питания равен 500 м.

9. В пласте происходит фильтрация неньютоновской нефти с предельным градиентом γ = 0,03 (кгс/см²)/м. Найти дебит скважины и вычислить уравнение индикаторной линии при установившейся радиальной фильтрации. Толщина пласта 7 м, коэффициент проницаемости 0,7Д, давление на контуре питания 100 кгс/см², радиус контура питания 400 м, радиус скважины 10 см, коэффициент вязкости 17 сП.

10. Используя данные предыдущей задачи, найти распределение давления в пласте при фильтрации неньютоновской нефти с предельным градиентом.