Способ изучения процесса фильтрации на модели пласта Советский патент 1989 года по МПК E21B47/10 

1

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

Целью изобретения является повышение точности изучения процесса плос- корадиаЛьной 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, каждый из которых представляет цилиндрическое 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, которая соответствует распределению этих параметров в реальном пласте.

В целом модель представляет собой 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 разделяЈ

3

СО О

со

4Ь

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

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

Замеряют расход фильтрующейся жидметров (Ј kh//u), то можно достигнуть разных значений Ј при постоянст- ве одних параметров и варьировании других.

В качестве элементов модели пористой среды использовали трубы, одинаковые по размерам (длиной 2,0 м, диаметром 0,027 м площадью сечения 22 ,) . А поскольку площадь сечения элементов, связанная с толщиной реального пласта h, одинакова для всех элементов, то соотношение гидро- проводностей по модели будет опреде

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.

кости через все выходы модели, а так- 15 ляться соотношением параметров k к |Ч

Вязкость насыщающей жидкости ((Ц) для всех элементов модели была постоянной и равной 3 мПа/с. Проницаемость пористой среды элементов (k)

же другие параметры, например перепады давления. На основании полученных результатов подбирают оптимальные режимы вытеснения нефти из реального пласта.20 подбирали таким образом, чтобы она

Пример конкретного выполнения спо- была равной проницаемости соответстВязкость насыщающей жидкости ((Ц) для всех элементов модели была постоянной и равной 3 мПа/с. Проницаемость пористой среды элементов (k)

соба. На участке, представляющем собой обращенный пятиточечный элемент, расположены 5 скважин - центральная нагнетательная №5, и 4 добывающих - № 1-4.

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

Опыты проводили при объемном расходе нагнетаемой жидкости (воды) q 0,33 1C мэ/с, давлении нагнетания Р 0,023 мПа,

В качестве пористой среды исполь

зовали кварцевый песок различных фракций (от 0,062 до 1,0 мм), в качестве фильтрующейся жидкости - модель девонской нефти, представляющую собой смесь разгазированной пластовой нефти с керосином.

.Параметры модели меняли для каждого элемента в соответствии с их соотношениями для реального пласта. При этом было осуществлено 2 варианта неоднородности модели: вариант 1 по гидропроводности, вариант 2 по пьезо- проводности. Параметры элемента 5 соответствовали параметрам нагнетательной скважины № 5 с проницаемостью призабойной зоны 0,897 мкм2.

Вариант 1. Модель неоднородна по гидропроводности (6). Гидпроводиость характеризует способность пористой среды фильтровать через себя жидкость единичной вязкости. Поскольку гидро- проводность - комплексная характеристика, зависящая от нескольких пара

ляться соотношением параметров k к |Ч

подбирали таким образом, чтобы она

Вязкость насыщающей жидкости ((Ц) для всех элементов модели была постоянной и равной 3 мПа/с. Проницаемость пористой среды элементов (k)

0

вующих моделируемых участков реального пласта (см. чертеж), а именно: для элемента I 0,71, для элемента 2 1,23, 5 для элемента 3 0,71, для элемента 4 О, 78. мкм2.

При таком подборе параметров значения гидропроводностей (Е) для элеUа

ментов получились равными (м /Па-с 10) для элементов : 1 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.

5

После составления модели были проведены замеры объемных расходов фильтрующихся жидкостей (дебитов), замеренных на выходах моделей пласта. Данные значения сопоставлены с деби- тами 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 (эе). Пьезопроводность характеризует скорость распространения в насыщенной пористой среде давления. Пьезопроводность зависит от сжимаемости самой пористой среды (Вс), а также от вязкости (|Ц) и сжимаемости насыщающей ее жидкости (|V) a также от проницаемости пористой среды (k). Эта зависимость выражается формулой

9t k/(u( + mpj,

где m - коэффициент пористости.

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

Различные значения пьезопроводнос- ти, пропорциональные реальным пластовязкости нефти, насыщающей каждый элемент при постоянной проницаемости

Размеры труб, как и в варианте 1, были одинаковы для каждого элемента и составляли, м: диаметр 0,027, длина 2,0, площадь сечения 22,.

Элементы модели насыщения нефтью 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 мкм2.

При таком сочетании параметров были получены следующие значения пьезо- проводности (см2/с ): для элемента 30,0; 2 46,0; 3 36,0; 4 33,0.

После создания в модели необходимого для исследования фильтрации давления 2,0 мПа одновременно открывали выходные вентили на элементах 1-4. По результатам замеров объемных расходов для каждого элемента получали зависимости q q(t)/q0 , где q - текущий расход жидкости, см /с; q0 и q - расходы жидкости сразу после открытия вентиля и безразмерный расход; t - время, с. По полученным зависимостям, определяли время, необходимое для ус

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 4,1%.

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, отличающийся 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.

Средние значения: h - 7,85, ktp 860, Јср 2,20,96 36,5 Примечание:/ц- вязкость фильтрующей жидкости (нефти,мПа-с).

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3