автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Механизм воздействия углеводородных газообразных агентов с учетом массообмена между фазами при разработке нефтяных месторождений массивного типа

ВСЕСОЮЗНЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ НАУЧН041С(ШЕД0ВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ШЕНИ АКАДЕМИКА А.П.КРЫЛОВА (ВНИИ)

На правах рукописи УДК 622.276.42-987

Катеев Михаил Валентинович

МЕХАНИЗМ ВОЗДЕЙСТВИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗООБРАЗНЫХ АГЕНТОВ С УЧЕТОМ МА.ССООШЕНА МЕЯДУ ФАЗА1ЛИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАССИВНОГО ТИПА

Специальность 05.15.06 - Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

# / / » «! ч

Л 4 / ч -

Работа выполнена во Всесоюзном нефтегазовом научно-исследовательском институте имени академика А.П.Крылова (ВНИИ).

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ЗКелтов Ю.В.

Официальные оппоненты - доктор технических наук

профессор Келтов Ю.И.

- кандидат технических наук Губанов В.Б.

Ведущее предприятие - институт ТатНИПИнефть.

Защита диссертации состоится 5 июня 1992 г. в 10-00 часов на заседании Специализированного Совета Д.104.02.01 ВАК России при Всесоюзном нефтегазовом научно-исследовательском институте (ВНИИ) по адресу: Москва, 125422, Дмитровский проезд, 10. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ.

Автореферат разослан " ^ " мая_1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета,

кандидат геолого- щ и.

минералогических наук . ]Щ[Сь1Ш>1Мч М.М.Максимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последнее время в активную разработку подключаются нефтяные месторождения, приуроченные к рифогенным отложениям с большой нефтенасыщенной толщиной, где эффективное применение заводнения проблематично. Это вызвано тем, что чаще всего нижние подрифовые водоупоры подобных месторождений.сложены низкопроницаемыми породами, через которые осуществляется затрудненная гидродинамическая связь рифового резервуара с общей водонапорной системой. К тому же подошвенные зоны пласта характеризуются наличием окисленной нефти.

Попытки освоения этих месторождений под разработку традиционными способами (истощение, разновидности заводнения и др.) не привели к успеху. В этой связи преобретает особую актуальность поиск альтернативных методов и способов воздействия на такие пласты. В частности, закачка в купольную часть залежей газов высокого давления, то есть реализация вертикального (.сверху вниз) вытеснения может явиться единственной из подходящих в этих условиях.

Однако из-за недостаточной изученности механизмов нефтевытес-нения газовыми агентами (особенно в осложненных геолого-физических условиях реальных пластов) затруднены прогнозные расчеты технологических показателей при проектировании процесса их разработки.

Цель работы. Настоящая работа посвящена изучению особенностей механизма вытеснения нефти газообразными агентами с целью более точного экспериментального обоснования расчетных параметров, необходимых для проектирования газовых методов воздействия на конкретных нефтяных объектах.

Обоснование теш диссертации и задачи исследования.

Диссертационная работа посвящена совершенствованию представлений о характере процесса вытеснения нефти углеводородными газообраз-

ннш агентами в условиях многоконтактного процесса.

Известно эффективное применение данннх методов при достижении смешиваемости между вытесняемым и вытесняющим агентами. В связи с этим важнейшей задачей при проектировании разработки месторождений является определение минимального давления смешиваемости. При проектировании часто приходится решать обратную задачу по определению состава газового агента, который при сложившихся пластовых терыобарических условиях будет смешиваться с пластовой нефтью.

Важным является выбор системы разработки в зависимости от условий залегания и коллекторских свойств пласта. Решение данной задачи невозможно без изучения влияния неоднородности коллектора на характер процесса смешиванцегося вытеснения нефти газом.

В диссертационной работе решались следующие основные задачи:

1. Систематизация и анализ экспериментальных исследований по изучению: механизма вытеснения нефти газообразными агентами в условиях многоконтактного процесса; методов определения минимального давления смешиваемости; влияния различных факторов на эффективность изучаемого процесса.

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование метода определения минимального давления смешиваемости нефти с газообразными агентами.

3. Лабораторные исследования влияния слоистой неоднородности на эффективность процесса вытеснения нефти газом.

4. Обоснование основных принципов разработки нефтяных месторождений массивного типа газовыми методами воздействия.

5. Экспериментальное обоснование расчетных параметров для проектирования газовых методов воздействия на месторождении Северный Уртабулак.

Методы решения поставленных задач. Поставленные задачи решались путем теоретических и лабораторных исследований.

Научная новизна. Основными новыми результатами диссертационной работы являются следующие:

1. Создана экспериментальная методика определения минимального давления смешиваемости нефти с газообразными агентами, основанная на применении двухсекционной модели нефтяного пласта.

2. С использованием оригинальной установки изучен механизм воздействия газообразными агентами в условиях неоднородного пласта. Установлено неэффективное применение газовых методов воздействия

в условиях ограниченной растворимости нефти с вытесняицим газовым агентом.

3. На примере проектных решений по месторождению Северный Ур-табулак продемонстрирована методология получения и использования исходных параметров для расчета технологий газового воздействия в конкретных условиях.

Практическая ценность работы. Методология надежной экспериментальной оценки минимального давления смешиваемости, разработанная автором, может быть рекомендована для применения в работах по проектированию разработки реальных объектов с применением газовых методов воздействия.

Экспериментальные зависимости, полученные в диссертации, могут быть использованя при построении математических моделей для расчетов технологий с применением воздействия газообразными агентами.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на "Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ВНИИ", а также на семинарах лаборатории подземной гидрогазодинамйки ВНИИ.

Публикации. По результатам выполненных научных исследований опубликовано 3 печатных работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем работы составляет 141 страницу машинописного текста, в том числе 17 таблиц, 29 рисунков и список использованной

литературы на 6 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и основные задачи, решенные в работе, приведена общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния экспериментальных исследований по вытесненЕо нефти смешивающимися с ней газообразными агентами.

Рассмотрены результаты исследований различных авторов, посвященных изучению"механизма вытеснения нефти газообразными агентами в условиях массообмена между фазам, методов определения минимального давления смешиваемости, влияния различных факторов на эффективность изучаемого процесса. Также рассмотрена аппаратура, используемая при проведении подобных исследований.

На основании критического анализа результатов рассмотренных исследований определены цели и задачи, решаемые в настоящей работе.

Во второй главе отмечено, что при всех очевидных успехах в развитии математического моделирования процессов смешивающегося вытеснения нефти газообразными агентами решение некоторых технологических задач нефтедобычи, а также более глубокое проникновение в механизмы нефтеотдачи при применении новых методов и способов воздействия на пласты невозможно без физического моделирования данных процессов. Однако экспериментальное изучение процессов вытеснения нефти газом в условиях массообмена меаду фазами сопряжено с рдцом технических трудностей, которые вызваны:

- высоким давлением и температурой, требуемыми для реализации данных процессов;

- использованием рекомбинированных проб нефти, следовательно,

необходимостью в специальном оборудовании и методике ее приготовления с достаточной степенью точности;

- высокой точностью аналитической части, обусловленной невозможностью проведения опытов по вытеснения на моделях пласта больших диаметров из-за недостаточности их прочностных характеристик и, как следствие, сравнительно небольшой объем так называемой переходной зоны, в которой составы и свойства фильтрующихся фаз изменяются в результате масообмена.

С учетом вышеназванных особенностей изучаемого процесса в лаборатории подземной гидрогазодинамики ВНИИ создана универсальная установка для изучения газового воздействия УГВ-50. При создании установки использовался предыдущий опыт экспериментальных исследований, накопленный во ВНИИ.

Экспериментальная установка УГВ-50 позволяет изучать процессы вытеснения пластовых и рекомбинированных нефтей на моделях нефтяного пласта объемом до 15 дм3 различными газообразными агентами-углеводородннш газами, азотом, дымовыми газами, СО2 при давлениях до 50 МПа и температурах до 150°С.

Принципиальная схема установки УГВ-50 приведена на рисунке I.

Для приготовления газожидкостных смесей заданного состава используется термостатируемый сосуд (7) с разделительным поршнем'. Для изучения объемных характеристик готовящейся смеси, определения ее давления насыщения, а также проведения объемных измерений при насыщении моделей пласта подготовленной смесью передвижения разделительного поршня контролируется на лицевом щите установки специальным устройством. Для более быстрого установления равновесия между смешивающимися фазами смесительная емкость снабжена мешалкой. Мешалка предотавляет собой гибкий шнек, выполненной из фторопласта, приводимый в действие электродвигателем. Второй конец шнека соединен с разделительным поршнем через скользящую шайбу таким обра-

Принципиальная схема установки УГВ-50

Рис.2.1

I - зкидкостный насос; 2 - сосуд с маслом; 3 - срезной клапан; 4,9-13,20,21 - манифольды; 5,6 - газовые поджимки; 7 - смесительная емкость; 8 - баллоны; 14 - дозировочные прессы; 15 - вакуумный насос; 16 - модель пласта; 17 - компрессор; 18 - газгольдер; 19 - ресивер; В1-В25 - вентили; М1-М9 - манометры; М10 - вакумметр.

- У -

зом, что, следуя за поршнем (то есть распрямляясь), шнек всегда имеет возможность свободно вращаться вокруг него. Такое устройство шнековой мешалки позволяет воздействовать на всю рабочую емкость сосуда независимо от расположения разделительного поршня.

Подобная конструкция емкости для подготовки рекомбинированных проб нефти, по нашему мнению, выгодно отличается от широко используемых сосудов равновесия с жидкометаллическида сплавами и электромагнитными мешалками. Жесткая система контроля за передвижением разделительного поршня упрощает операцию измерения без потерь точности, а применение шнековой мешалки значительно сокращает время установления фазового равновесия исследуемой системы, что является немаловажным при проведении таких длительных и трудоемких экспериментов, какими являются эксперименты по вытеснению рекомбинированных нефтей газообразными агентами.

Изготовление всех элементов установки из нержавеющей стали позволяет проводить исследования по изучению пластовых систем, включающих такие коррозионноактивные соединения, как углекислый газ и сероводород.

В главе разработана методика количественного расчета компонентов и порядка операций рекомбинирования пластовых проб нефти, а также методика опытов по вытеснению на вышеописанной установке.

В третьей главе рассмотрены особенности моделирования процессов вытеснения нефтей газами при многоконтактном смешивающемся вытеснении.

В первом разделе на основании анализа механизма изучав мэго процесса показано, что в условиях многоконтактного процесса режим вытеснения нефти обогащенным, сухим газом, и особенно азотом, в начальный момент тлеет характер несмешиващегося процесса. Смешиваемость же, при достаточных термобарических условиях, достигается после многократного взаимодействия между движущимися фазами. При этом газ на

фронте вытеснения должен иметь контакт с достаточным количеством нефти. Другими словами, для наступления процесса смешиваемости газ должен проконтактировать с определенным количеством вытесняемой нефти, а для этого он должен пройти определенное расстояние по пласту (в условиях моделирования по модели).

Исследуя вопросы смешивающегося вытеснения в насыпных моделях нефтяного пласта при докритических скоростях фильтрации и термобарических условиях полной смешиваемости RAThmeff сделал вывод: если Rim - это коэффициент вытеснения, достигаемый до установления смешиваемости (при этом вытеснявди® агент должен пройти расстояние kim ), Rm- это коэффициент вытеснения, достигаемый после установления смешиваемости (при этом вытесняющий агент должен пройти расстояние k,ni )> то суммарный коэффициент вытеснения может быть определен как:

D Pirn ' ^ Lm R m " tvjn (j)

где (2)

^im + ^ m

- ^-Чт^ЧтГ) (3)

Из формулы (3) следует, что R { будет приближаться к Rm тогда, когда Lim/ l^t будет стремиться к нулю, то есть Ц будет существенно большим. При проведении лабораторных исследований данное условие является трудновыполнимнм по чисто техническим причинам, тем более, что анализ результатов экспериментальных работ показывает, что Цщ может составлять 12,5 м и даже 37 м. В данных случаях доля параметра Rim( Ulm/ Ь-t ) в суммарном коэффициенте вытеснения модели будет значительной. Следовательно, несмотря на то, что в модели пласта реализуется многоконтактное смешивающееся внтес-

нение, суммарный коэффициент вытеснения для модели пласта будет относительно невысоким.

Для выполнения одного из основных критериев определения минимального давления смешиваемости экспериментаторам для достижения высоких коэффициентов вытеснения на сравнительно коротких моделях нефтяного пласта приходится значительно увеличивать давление, чтобы интенсифицировать массообмен, то есть ускорить достижение смешиваемости в модели пласта. Вследствие этого часто за минимальное давление смешиваемости принимается давление, при котором достигается высокий суммарный коэффициент вытеснения нефти, а это, в свою очередь, может значительно исказить результаты математического моделирования и экономических расчетов при проектировании, так как в условиях крупномасштабной закачки газовых агентов в пласт повышенное компрессирование приведет к значительным дополнительным затратам и, как следствие, к увеличению себестоимости добываемой нефти.

Таким образом, из вышесказанного следует, что в некоторых случаях при моделировании многоконтактного смешивающегося вытеснения на традиционных моделях нефтяного пласта невозможно получение корректных результатов по изучению эффективности данного процесса.

Для получения более точного представления о характере процесса смешивающегося вытеснения была изготовлена двухсекционная модель нефтяного пласта, конструктивные особенности которой позволяют определять конечные коэффициенты вытеснения нефти как всей модели, так и ее секций в отдельности.

Второй раздел третьей главы посвящен определению границ применимости подобных моделей.

Модель представляет собой цилиндрическую термостатируемую трубку из нержавеющей стали, заполненную несцементированным кварцевым песком фракцией 0,1-0,2 мм. Общая длина модели 206 см,

внутренний диаметр 4,4 см.

Выше было высказано предположение о том, что конечные коэффициенты вытеснения различных частей модели, вследствие достижения смешиваемости посредством многоконтактного процесса, могут значительно отличаться друг от друга. Прежде чем экспериментально проверить данное предположение, следует убедиться, что этого не произойдет из-за конструктивных особенностей модели пласта (двухсекционности). Для исключения ыассообмена между фазами и как следствие его влияния на коэффициенты вытеснения по секциям . модели при проведении экспериментов в качестве вытесняемого агента использовалась дистиллированная вода, а в качестве вытесняющего агента - азот. Опыты по вытеснению проводились как на одно-снкционной, так и на двухсекционной модели пласта при различных скоростях фильтрации из горизонтально и вертикально расположенных моделей пласта.

Проведенные эксперименты показали, что подобные модели можно использовать только при моделировании вертикального (сверху вниз) процесса вытеснения, то есть в режиме создания искусственных газовых залежей.

В третьем разделе третьей главы представлены результаты экспериментального исследования по вытеснению рекомбинированной пробы нефти месторождений Северный Уртабулак различными газообразными агентами при давлении 20,0 МПа и температуре 91°С.

В первом опыте нефть вытесняли из модели метаном. При проведении второго опыта вытеснение проводилось оторочкой обогащенного газа (равной 0,4 объема пор пласта Уп ), которую затем проталкивали метаном. В оторочке молярная доля пропан-бутановой фракции составляла 40$, а метана 60%. В третьем опыте в модель пласта вначале закачивали оторочку чистого пропана объемом 0,25 Уп , а затем метан. Для приближения к реальным пластоым условиям в мо-

дели пласта создавалась начальная водонасыщенность, которая в опытах колебалась от 24 до 25$.

Анализ полученных результатов позволил делать вывод, что в случае вытеснения нефти оторочкой пропана в модели реализуется одноконтактное смешивающееся вытеснение. При закачке в пласт метана процессы вытеснения протекают при ограниченной смешиваемости.

Данный вывод подтверждают расчеты условий взаимной растворимости пластовой системы, проведенные по методике, разработанной Г.С.Степановой и Л.Д.Зенкиной.

Более сложно интерпретировать результаты опыта по вытеснению нефти оторочкой обогащенного газа. Характер зависимости газового фактора от объема прокачанного агента сходен с аналогичной кривой, построенной для случая вытеснения данной нефти пропано-вой оторочкой. Однако, отмечая более ранний прорыв газа, а также недостаточно высокий конечный коэффициент вытеснения нефти (0,82), нет оснований для утверждения, что процесс протекал в условиях полной смешиваемости. Данный вывод следует сделать на основании существующих критериев определения смешиваемости.

Как было отмечено, эксперименты проводились на двухсекционной модели нефтяного пласта. При закачке пропановой оторочки коэффициенты вытеснения всей модели пласта и второй ее секции практически равны между собой. Это еще раз говорит о том, что в данном случае наблюдается одноконтактное смешивающееся вытеснение. При применении в качестве вытесняющего агента оторочки обогащенного газа коэффициент вытеснения второй секции вырост на 9% и составил 91%. Таким образом, можно утверждать, что и в данном случае между вытесняющим и вытесняемым флюидами достигается полная смешиваемость. Однако в отличие от первого случая она достигается посредством многоконтактного процесса.

Таким образом, при определении именно минимального давления смешиваемости при моделировании вертикального (сверху вниз) 'вытеснения нефти газом за критерий достижения смешиваемости следует принимать достижение высокого коэффициента вытеснения,полученного из секции модели пласта, расположенной на как можно большем расстоянии от входа в модель.

Четвертая глава посвящена изучению влияния неоднородности пористой среды на эффективность смешивающегося вытеснения. В связи с невозможностью воспроизведения в лабораторных условиях реального коллектора было принято решение смоделировать один из типов неоднородности - слоистую, в двух ее видах. Первый - два про-пластка с разной проницаемостью и общим контуром питания, разделенные между собой непроницаемой глинистой перемычкой. Второй -два пропластка разной проницаемости, соприкасающиеся между собой на всем своем протяжении.

Первый вид неоднрродности создавался при помощи двух моделей с одинаковы!,и геометрическими характеристиками, заполненных кварцевым песком. Длина моделей 86 см, внутренний диаметр 4,4 см. Про-

р

ницаемость по азоту первой модели равна 0,286 мкм , пористость

О

29,7$. У второй модели эти параметры составили 12 мкм и 34,2$ соответственно.

Слоистая неоднородность второго вида создавалась на одной модели пласта с такими же геометрическими размерами, как и у выше описанных моделей, посредством специального способа ее набивки. Проницаемость слоев полностью соответствовала проницаемости про-пластков в первйм случае и отличалась друг от друга в 50 раз.

Опыты проводились при постоянной депрессии, равной 0,02 МПа на метр, что обеспечивало в пласте скорость фильтрации, близкую к пластовой.

Наряду с реализацией в подобных неоднородных пластах смеши-

— —

вающегося вытеснения, на наш взгляд, представляет интерес изучение влияния данных особенностей коллектора на характер вытеснения нефти газом и при их ограниченной растворимости. Также был проведен эксперимент по вытеснению нефти водой в тех же исследуемых условиях.

Всем данным требованиям удовлетворяет углеводородная система метан - пропан - осветленный керосин. Керосин с пропаном при 15,0 Ша и 22°С (условия опытов) смешивается одноконтактно, а с метаном в этих термобарических условиях смешивается очень слабо.

Исследования показали, что в случае смешивающегося вытеснения эффективность процесса не зависит от проницаемости пропласт-ков. При несмешивающемся вытеснении влияние проницаемости на эффективность процесса наблюдается, причем в случае газового воздействия оно проявляется в большей степени, чем при заводнении.

Эксперименты позволили определить долю пропластков в общей добыче подобной пластовой системы после прорыва вытесняющего агента. Прирост нефтеотдачи после прорыва закачиваемого агента в основном достигается: в случае газового воздействия - за счет работы высокопроницаемого пропластка, в случае заводнения - за счет работы низкопроницаемого пропластка.

Следует также отметить, что эффективность процесса вытеснения (как смешивающегося, так и при ограниченной растворимости) в гидродинамически неизолированном пласте значительно выше, чем в гидродинамически изолированном. Это объясняется большей площадью контакта вытесняющего и вытесняемого агентов, облегчением приграничной нефти за счет растворения в ней газа и вовлечением в движение по приграничному слою к выходу из модели пласта, а также растворением части нефти в газе и выносом ее по промытой зоне высокопроницаемого пропластка.

Анализ результатов исследований также показал, что эеТфектив-

ность вытеснения нефти газом из неоднородного пласта в условиях ограниченной растворимости очень низкая. Коэффициент нефтевытес-нения при данном типе воздействия не превышает 0,4,' что значительно ниже, чем при заводнении - 0,52.

Анализ результатов проведенных в работе исследований позволил сформулировать основные принципы разработки нефтяных месторождений массивного типа газовыми методами воздействия.

1. Для создания более благоприятного характера вытеснения нефти необходимо закачивать газовые агенты в купольную часть за-лелш с целью реализации вертикального (сверху вниз) вытеснения.

2. В неоднородных пластах разработку залежей необходимо вести в режиме полной смешиваемости нефти с вытесняющим газовым агентом.

3. Состав газообразного агента и рабочее давление его нагнетания в пласт необходимо определять по предлагаемой в диссертации методике с обязательным последующим экономическим анализом полученных результатов.

В пятой главе рассмотрены вопросы проектирования газового метода воздействия на месторождении Северный Уртабулак. Отмечено, что залежь нефти приурочена к рифовому куполообразному массиву размером 3,5 на 2,5 км и высотой 200 м. Залежь подстилается подошвенной водой.

В настоящее время на месторождении реализуется технологическая схема, согласно которой разработка объекта ведется с помощью нагнетания води под ВНК. Предполагалось, что на залежи вытеснение нефти водой будет осуществляться снизу вверх. Однако практика показала, что реализация данного способа сопряжена с рядом трудностей. Гидродинамические исследования скважин, а также анализ предшествующей эксплуатации залежи свидетельствуют о затрудненной гидродинамической связи рифового резервуара с законтурной

областью. Залежь нефти работает практически на упругом режиме. Запас пластовой энергии до развития в пласте режима растворенного газа в настоящий момент составляет всего 5,6 МПа. В связи с вышесказанным встал вопрос об альтернативном (заводнению) способе разработки месторождения Северный Уртабулак, которым может явиться газовое воздействие.

Анализ гидродинамических, промыслово-геофизических исследований скважин, а также анализ свойств пластовой нефти позволяет сделать вывод, что наличие гидродинамической связи всей продуктивной толщи рассматриваемой залежи, сравнительно небольшая неоднородность пористой среды, наличие легкой с большим содержанием средних утлеводородных фракций нефти, а также■благоприятные тер-мобарическпе условия должны способствовать успешной реализации на месторождении Сев. Уртабулак вертикально (сверху вниз) смешивающегося вытеснения при закачке газа высокого давления.

Возможность реализации данного проекта обуславливается также близким расположением источника газа (10 км до газового промысла месторождения Умид). Следует отметить, что имеется принципиальная возможность обогащения газа месторождения Умид пропан-бу-тановой фракцией.

На основании анализа проведенных экспериментальных исследований было предложено два варианта разработки месторождений Сев. Уртабулак, отличающихся друг от друта компонентным составом вытесняющего газа.

1.' Применение в качестве агента воздействия метана при давлении 20 МПа и температуре 102°с.

2. Применение в качестве агента воздействия оторочки обогащенного газа с последующим проталкиванием ее сухим газом. Размер оторочки 0,4 Уп , ее состав: 60% мол.-метана, 40% мол.- пропан-бутановой фракции. Термобарические условия аналогичные первому варианту.

Для проведения расчетов параметров процесса нефтевнтеснения методом нестационарной фильтрации был определен характер кривых фазовых проницаемостей для нефти и вытесняющего газа. Опыты проводились на естественных кернах месторождения. Постановка экспериментов и обработка полученных результатов осуществлялась по методике Уэлоджа.

На основании экспериментальных данных, полученных в диссертационной работе (термобарические условия, компонентные составы вытесняющих агентов, необходимые размеры оторочек вытесняющих агентов, значения коэффициентов вытеснения, характер кривых фазовых проницаемостей) сотрудником ВНИИ Еляхманом В.Я. были проведены гидродинамические расчеты процесса вытеснения нефти газообразными агентами различного состава, в результате которых были определены технологические показатели рассматриваемых вариантов разработки .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ВЫВОДЫ

1. Создана универсальная установка для экспериментального исследования процесса вытеснения нефти газообразными агентами в широких изменениях термобарических условий.

2. Разработана методика количественного расчета компонентов и порядка операций рекомбинирования пластовых проб нефти.

3. Для изучения процессов вытеснения нефти газообразными агентами при реализации многоконтактного смешивающегося вытеснения предложено использовать двухсекционные модели нефтяного пласта. С соблюдением условий физического моделирования изучаемого

. процесса обоснованы границы их применимости.

4. Показано, что для выполнения одного из основных критериев определения минимального давления смешиваемости экспериментато-

рам для достижения высоких коэффициентов вытеснения на сравнительно коротких традиционных моделях нефтяного пласта приходится значительно увеличивать давление нагнетания, чтобы интенсифицировать массообмен, то есть ускорить достижение смешиваемости в модели пласта. Вследствие этого часто за минимальное давление смешиваемости принимается давление, при котором смешиваемость реализуется одноконтактно.

5. Показано, что при многоконтактном процессе в модели пласта гложет достигаться смешиваемость между фильтрующимися флюидами даже при получении относительно невысоких коэффициентов вытеснения нефти, порядка 0,8.

6. Предложен метод определения минимального давления смешиваемости, основанный на использовании двухсекционных моделей нефтяного пласта. При использовании данного метода искомая величина определяется по характеристикам процесса вытеснения, полученным во второй секиии модели, расположенной на как можно большем расстоянии от входа в модель.

7. Экспериментально доказано, что при смешивающемся вытеснении нефти газом эффективность процесса не зависит от проницаемости пласта.

8. При несмешивающемся вытеснении проницаемость пласта влияет на эффективность процесса, причем в случае газового воздействия в большей степени, чем при заводнении.

9. Показана высокая эффективность вытеснения нефти газом из неоднородного пласта при условиях их полной смешиваемости.

10. На основании выполненных исследований сформулированы основные, принципы эффективной разработки нефтяных месторождений массивного типа газовыми методами воздействия.

11. На основании анализа геолого-физических условий месторож-

дения Северный Уртабулак обоснована возможность применения на нем газовых методов воздействия. Предложены и рассмотрены два варианта разработки данного месторождения газовыми методами.

12. С использованием методологии, научно обоснованной в диссертации, определены основные параметры процесса вытеснения, на основании которых были проведены гидродинамические расчеты технологических показателей предложенных вариантов.

ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ

Результаты экспериментальных исследований, выполненных в диссертационной работе, были использованы в работе ВНИИ по хоз. договору Д.88.101."Технологическая схема опытно-промышленных работ по закачке газа высокого давления на месторождении Северный Уртабулак".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации защищаются следующие основные полоненпя:

1. Разработка методики и аппаратуры экспериментального исследования по определению минимального давления смешиваемости нефти с газообразными агентами.

2. Результаты экспериментальных исследований по изучению влияния слоистой неоднородности пласта на характер вытеснения нефти газом.

3. Обоснование технологических параметров газового воздействия для проектирования разработки месторождения Северный Уртабулак .

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. О возможности газового воздействия на месторождении Сев. Уртабулак. - М., 1990. Вып. 10 - с. 10-14 (Экспресс-информация. Сер. разработки нефтяных месторождений и метода повышения нефтеотдачи) (совместно с В.Е.Ступоченко, А.А.Фаткуллиным).

2. Создание установки для экспериментального изучения процесса вытеснения нефти газообразными агентами в условиях массо-обмена между фазами. - Тр. ВНИИ. -М., 1991. - Вып. 114. - с. II?-122 (совместно с А.А.Фаткуллиным, В.Е.Ступоченко).

3. Особенности моделирования процессов вытеснения нефти газообразными агентами. - Тез.докл. н.-т.конф. - И., ВНИИ, 1990 г.

Соискатель

Катеев М.В