Фильтрация газов в трещиноватых коллекторах, страница 4

¹ В настоящем параграфе рассматриваются работы, исследующие особен­ности капиллярных процессов. Задачи по вытеснению нефти (газа) водой из хрещиноватых коллекторов (как более общие) обсуждаются в начале главы II.

300—320 кгс/см². Изменение условий опыта не привело к суще­ственному изменению конечного результата. Коэффициент вы­теснения равен 25—-60%.

В работе [60] исследовалось влияние микропеоднородности пористых известняков на особенности их противоточной капил­лярной пропитки. Эксперименты проведены на шести образцах кернового материала. Образцы представлены в виде небольших цилиндров. Проницаемость образцов менее 1 мД, а коэффи­циент пористости изменяется от 1,7 до 8,6%. В результате экс­периментов установлено, что существует линейная связь между коэффициентом вытеснения и микронеоднородностью извест­няков. Коэффициент вытеснения тем больше, чем больше вве­денный авторами коэффициент неоднородности. Значения коэффициента вытеснения изменяются от 8,8 до 27,3%.

Наиболее полно механизм капиллярной пропитки элемента трещиновато-пористой среды — пористого блока рассмотрен в классической работе [135]. Маттакс и Кайт проводили свои эксперименты на искусственных моделях, а также на естест­венных образцах. Основной целью авторов являлось получение экспериментальных данных для установления связи между раз­мером блока матрицы, соотношением вязкостей жидкости, проницаемостью и коэффициентом вытеснения нефти водой.

Проведено две серии опытов. В первой серии (опыты по одномерному противоточному впитыванию) исследовалось ка­пиллярное вытеснение нефти водой на моделях, представленных искусственными образцами длиной до 100 мм, диаметром 38 мм. Коэффициент проницаемости изменялся от 0,075 до 1,475 Д, а коэффициент пористости — от 22,7 до 29,1%. Во всех опытах использовалась нефть вязкостью 8,5 сП и вода вязкостью 0,9 сП. Образцы покрывали пластмассой и погружали в воду. Впитывание происходило только с того конца образца, который не был покрыт пластмассой. В этой серии опытов из образцов извлечено до 65% нефти, содержащейся в них. Во второй се­рии опытов исследовалась всесторонняя противоточная капил­лярная пропитка. Для стого цилиндрические образцы песчани­ков полностью погружались в воду. Коэффициент вытеснения нефти водой составил до 47,5%.

Маттакс и Кайт сформулировали критерии подобия фильт­рационных процессов для трещиновато-пористых коллекторов. Основные положения их теории подобия следующие:

1)  форма модели должна быть подобна форме блока пори­
стой среды коллектора;

2)  для лабораторной модели необходимо сохранение отно­
шения вязкостей вытесняющего и вытесняемого агентов;

3)  начальное распределение жидкостей в блоке и движение
воды в окружающих   трещинах в условиях пласта и модели
должны быть одинаковыми;

4)  кривые относительных проницаемостей и кривые капил-

лярного давления реального блока и модели должны сов­падать.

Отметим, что подобные критерии для пористых сред ранее-сформулированы в работе Раппопорта [141].

Если перечисленные условия подобия выполняются, то ко­эффициенты насыщенности одним из агентов реального блока пористой среды пласта и модели будут одинаковы в соответст­вующие моменты времени, которые определятся при помощи безразмерного комплекса, обозначенного авторами через л₀'-

\to~\/Win

— тт бл

Здесь t— время пропитки; jn_B ■— динамический коэффициент вязкости воды; а — коэффициент поверхностного натяжения; k— коэффициент проницаемости; т — коэффициент пористо­сти; L— характерный линейный размер блока; индекс «м» относится к модели; индекс «бл» — к реальному блоку трещи­новато-пористой среды.

Результаты экспериментальных исследований обработаны Маттаксом и Кайтом в координатах г) (коэффициент вытесне­ния) — я₀. Результаты показывают, что все экспериментальные точки хорошо ложатся на одну кривую г\ = г\(по) независимо от абсолютных значений вязкостей жидкостей, размеров и про-ницаемостей пористых сред.