Фильтрация газов в трещиноватых коллекторах, страница 6

Для определения Dстроится зависимость x = f(t), которая является прямой в координатах х—yt. Тангенс угла наклона этой прямой равен D. По определению авторов [72], Dявляет­ся интегральной характеристикой способности данной порис­той среды впитывать в себя воду.

Для использования данных о противоточной капиллярной пропитке в задачах вытеснения нефти (газа) водой из трещи­новато-пористых сред необходимо иметь кривую зависимости средней насыщенности образца конечной длины от времени. Если начальная насыщенность образца s₀ конечна или равна нулю, скорость пропитки конечна [9]. Поэтому решение для образца конечной длины до подхода фронта к закрытому концу совпадает с автомодельным.

Зависимость насыщенности от времени для последующих моментов времени можно найти в результате решения уравне­ния в частных производных (3). В [9] приводится приближен­ное решение (3). Численные решения дифференциального уравнения прямоточной и противоточной капиллярной пропит­ки приводятся также в [107].

Из рассмотренных работ видно, что основное количество исследований по изучению капиллярных процессов в трещино­вато-пористых коллекторах посвящено капиллярному вытесне­нию нефти. Известные нам исследования капиллярных процес­сов применительно к разработке газовых месторождений в ос­новном сводятся к изучению прямоточной капиллярной про­питки. При этом все исследования проведены на высокопори­стых и проницаемых средах [15, 58, 62, 68, 131].

Результаты этих исследований показывают, что капилляр­ные силы, действующие на границе фаз, значительно влияют на коэффициент остаточной газонасыщенности и распределение

И

фаз в порах. Так как в большинстве случаев капиллярные силы являются определяющими при вытеснении газа водой, пред­ставляет интерес изучение влияния давления, температуры, соотношения вязкостей газа и воды, поверхностного натяжения и свойств пористых сред на интенсивность капиллярных про­цессов. Исследования такого рода для высокопористых и про­ницаемых сред приведены в работах [15, 58, 62, 68, 131].

По данным Л. Б. Булавинова [15], начальные скорости ка­пиллярного впитывания воды в пористую среду изменяются от 4240 м/г до 25 600 м/г. Им же показано, что зависимости ско­рости капиллярной пропитки от проницаемости и среднего ра­диуса пор характеризуются наличием экстремума. В этой же работе отмечается, что увеличение начальной водонасыщенно-сти в пористой среде (свыше 17—20%) уменьшает скорость капиллярного впитывания. Наибольшая интенсивность прояв­ления капиллярных сил отмечается при начальной водонасы-щенности образцов около 17—20%.

Ранее в литературе применительно к кернам употреблялся термин коэффициент газоотдачи. Для кернов правильнее гово­рить о коэффициенте вытеснения газа водой. Поэтому здесь и далее будем пользоваться этим определением эффективности процесса вытеснения газа водой из кернов. Согласно физиче­ской сущности, коэффициент вытеснения рассмат­риваем как отношение объема внедрившей­ся (впитавшейся) в образец воды к началь­ному   газонасыщенному   объему   образца.

Для исследованных образцов коэффициент вытеснения при прямоточном капиллярном вытеснении газа водой изменяется от 52,7 до 83,2%. Из экспериментальных исследований Л. Б. Бу­лавинова следует, что коэффициент вытеснения увеличивается с увеличением коэффициента пористости. С другой стороны, не получена зависимость между коэффициентом вытеснения и средним радиусом пор. При увеличении начальной водонасы-щенности коэффициент вытеснения газа водой уменьшается.

Результаты [131] указывают на независимость остаточной газонасыщенности от начальной. Для определения влияния начальной газонасыщенности на эффективность вытеснения газа водой проведены эксперименты по капиллярному впиты­ванию в керны, содержащие и не содержащие остаточную воду. В обоих случаях остаточная газонасыщенность, измеренная для первоначально сухих кернов и при наличии остаточной воды, оказалась одинаковой.