Способ изучения процесса фильтрации на модели пласта

(51) 4 Е 2 1 В 4 7 / 1 О РЕТЕНИ ИОАННЕ ныи научктный инти еиствие нтиа Г 1гическиин, Г 1.: А ФИЛ нефтедоста зучения про льтрации. представленссх инеи ующие учаой до соважаб нфную ы. следуюеи осле к аж индри з здел ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Татарский государствено-исследовательский и проститут нефтяной промышленн(56) Шейман А.Е. и др. Возпласт теплом при добыче неНедра, 1969, с. 26.Алиев З,С, и др. Технолрежим работы газовых скважиНедра, 1978, с. 251-252. 54) СПОСОЕ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦАЦИИ НА 1 фОДЕЛИ ПЛАСТА57) Изобретение относится Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к пособам изучения процессов фильтраии и вытеснения нефти на модели лью изобретения является повыш ние точности и цекорадиайьной фиНа чертеже адели пласта.На чертеже обозначено; лэлементы 1-4 модели, имитистки пласта от нагнетательответствующих добывающих сэлемент 5, имитирующий призону нагнетательной скважиСпособ осуществляют в ательности.нейных элементов пластаоторых представляет цил бывающей 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 скважины, Первым линейным элементом моделируют призабойную зону скважины. Определяют перепад давления и объемный расход фильтрую- щего агента через модель, На основании данных моделирования подбирают, с 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- Яв рая соответствует распределению этих Ж параметров в реальном пласте, СОВ 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 ра я 14 79634.ют на линейные потоки последовательно согласно параметрам моделируемого процесса в соответствующих сечениях пласта по мере удаления от скважи 5 ны.Пористую среду элементов насыщают исследуемой жидкостью (нефтью или водой) и подают на вход модели вытесняющую жидкость (воду или ту же 10 нефт ь), т, е . фильтрующийся агент со стоит из исследуемой и вытесняющей жидкостей.Замеряют расход фильтрующейся жидкости через все выходы модели, а так же другие параметры, например перепады давления. На основании полученных результатов подбирают оптимальные режимы вытеснения нефти из реального пласта. 20Пример конкретного выполнения способа. На участке, представляющем собой обращенный пятиточечный элемент, расположены 5 скважин - центральная нагнетательная Р 5, и 4 добывающих - 25 Ф 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)-7 Эо = 0,33 ф 10 м /с, давлении нагнетания Р = 0,023 мПа.35В качестве пористой среды использовали кварцевый песок различных фракций (от 0,062 до 1,О 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 пьезопроводностиПараметры элемента 5 соответствовали параметрам нагнетательной скважины Р 5 с проницаемостью призабойной зоны 0,897 мкмВариант 1. Модель неоднородна по гидропроводности (Е). Гидпроводность характеризует способность пористой среды фильтровать через себя жидкость единичной вязкости. Поскольку гидропроводность - комплексная характеристика, зависящая от нескольких параметров ( = Ы 1/р), то можно достигнуть разных значений с 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 Ь, одинакова для всех элементов, то соотношение гидропроводностей по модели будет определяться соотношением параметров 1 и Ч,Вязкость насыщающей жидкости (11) для всех элементов модели была постоянной и равной 3 мПа/с. Проницаемость пористой среды элементов (1) 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 0,78 мкм".При таком подборе параметров значения гидропроводностей (Е) для элементов получились равными (м /Па с1 О )э 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 изучаемогопласта и вычислены оши 6 ки, получаемые на моделях, в сравнении с реальным пластом. Полученные данные приведены в табл. 2,Вариант 2. Модель пласта неоднородна по пьезопроводности (Ж)Пьезопроводность характеризует скоростьраспространения в насыщенной пористойсреде давления. Пьезопроводность зависит от сжимаемости самой пористойсреды ( ), а также от вязкости (р)и симаемости насыщающей ее жидкости(Р ), а также от проницаемости по 5 14796 ристои среды (1 с). Эта зависимость выражается формулой где ш - коэффициент пористости.5Так же как и гидропроводность, различные значения Я, достигаются при постоянстве одних параметров и варьировании других. 1 ОРазличные значения пьезопроводности, пропорциональные реальным пластовым, создавали путем варьирования вязкости нефти, насыщающей каждый элемент при постоянной проницаемости, 15Размеры труб, как и в варианте 1, были одинаковы для каждого элемента и составляли, м, "диаметр 0,027, длина 2,0, площадь сечения 22,9 1 О фм .Элементы модели насыщения нефтью 20 со следующими значениями вязкости (мПа/с): элемент 1 3,0; -"- 2 4,6;3 3,6 -"- 4 З,З.Проницаемость пористой среды во всех элементах равнялась 1,0 мкм . 25При 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. 30После создания в модели необходимого для исследования фильтрации давления 2,0 мПа одновременно открывали выходные вентили на элементах 1-4. По результатам замеров объемных рас 35 ходов для каждого элемента получали зависимости Ч = 1(С)/Ч,где 9 - текущий расход жидкости, см/с; и и с расходЫ жидкости сразу после открытия вентиля и безразмерный расход; время, с. По полученным зависимостям, определяли время, необходимое для установления 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 4,17.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 изобретенияСпособ 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения 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 Г =- 1 сЬ/МмЪ/Па с 10 ПьезопроводностьЖсм /с 10 Расстояние Толщинапласта, Ь,м Скважина, 9 Дебит скважины ( з/сут от нагне- тательной скважины1, м Средние значения: Ь, = 7,85, 1 = 860, Е = 2,20, Ж = 36,5П р и м е ч а н и е:- вязкость фильтрующей жидкости (нефти,мПа с). Т аблица 2 Объемные расходы, м /с9 Соотношение объемных расходов Ошибка в соотношении по сравнению с реальным пластом,Е Модель пласта Скважина, Р Дебит,м /с3 Эле-. Модель Реальныйпласта пласт мент,В Извест- Предлагаеный мый 0,82 1 ОГ 0,9210 0,5110 0,8610 1,50 1,86 1,00 1,66 33,346,2039,7 Т аблица 3Время установления дебита Ошибка в соотношении по Соотношение времени установления дебита реальный пласт сравнению среальным пластом, Е модель пласта Модель плас- Реальныйта пласт Скважина,В Время,сут. Элемент, У Время, с 1,54 1,00 1,29 1,46 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 265 218 228 269 610 400 510 560 9,6 6,6 6,0 9,2 1 2 3 4 1 2 3 4. Проницаемость 1 с, мкм 10й 897 714 1232 711 783 230 280 150 250 80 52 67 76 2,28 2,71 1,42 2,40 1,61 1,92 1,00 1,68,1,53 1,00 1,28 1,40 30,3 45,9 36,4 33,2 230 280 150 250 0,600,74,1 7,33,201,21479634Составитель М.Тупысев Редактор Р.Середа Техред М.Ходанич Корректор М.Васильева Заказ 2514/31 Тираж 515 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10