Определение объема внедряющейся в залежь воды по данным характеристики вытеснения нефти водой

Volume determination of water penetrated into the reservoir according to characteristics of water-oil displacement
Цитировать:
Определение объема внедряющейся в залежь воды по данным характеристики вытеснения нефти водой // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Сапашов И.Я. [и др.]. 2017. № 2 (35). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/4358 (дата обращения: 01.11.2020).
Прочитать статью:
Keywords: intruding into the reservoir, of the reservoir and the liquid, the viscosity of the fluid, oil-saturated, differential equations

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются проблемы определение объема внедряющейся в залежь воды по данным характеристики вытеснения нефти водой. Определение объёма воды, внедряющейся в залежь, когда разработка её ведется при водонапорном режиме, является достаточно сложной задачей и поэтому все известные способы решения являются достаточно приближенными.

ABSTRACT

In the article problems of volume determination of water penetrated into the reservoir according to characteristics of water-oil displacement are considered. Volume determination of water penetrated into the reservoir, when its development is carried out at the water drive, is a difficult objective, and all known methods of solution are quite approximate.

 

Определение объёма воды, внедряющейся в залежь, когда разработка её ведется при водонапорном режиме, является достаточно сложной задачей и поэтому все известные способы решения являются достаточно приближенными.

Первые попытки определить объём воды, внедряющейся в залежь, были предприняты Херстом в начале 40–х годов, когда была предложена следующая зависимость

 ,                                                                          (1)

где  – время;

     – константа, учитывающая физические свойства пласта и жидкости;

   – падение давления в залежи.

Зависимость (1) позднее была обобщена с учетом неустановившегося притока воды из водоносной области, более сложной зависимостью следующего вида

 ,                                                      (2)

где  – проницаемость;  – толщина пласта;  – средний радиус месторождения;    – время;  – давление;    – часть контура месторождения, через которую поступает вода  в нефтяную залежь;   – вязкость жидкости;

  – пьезопроводность пласта.

В 1946 году Шилсюизом был предложен метод, согласно которому объем внедряющейся воды определяется выражением [3, 4]

                                                                                           (3)

где   – константа вторжения вод.

Для оценки величины  предложены различные методы, по одному из которых величину  рекомендуется определять по формуле

,                                                        (4)

где    – фазовая проницаемость для нефти;

         – эквивалентный радиус залежи;

            –  начальное пластовое давление.

В 1949 году Ван Эвердингеном и Херстом на основе так называемой теории “укрупненной скважины” была предложена еще одна зависимость для определения объема воды, поступающей в залежь изза контура.

Этот метод впоследствии нашел широкое применение в практике проектирования разработки газовых месторождений при водонапорном режиме, зависимость которой имеет вид

 ,                                                                 (5)

,                                                          (6)

где  – параметр Фурье; , – функции Бесселя первого и второго рода нулевого порядка.

Краткий обзор приведенных выше зависимостей  показывает, что практическое их использование представляет собой довольно трудную задачу,  в связи с чем ниже предпринята попытка определения объема внедряющейся в пласт воды, используя характеристики вытеснения нефти водой, так как последние в интегральной форме учитывают все особенности процесса извлечения нефти с помощью вытеснения ее из пор водой.

Если нефтяная залежь разрабатывается в условиях водонапорного режима, то зависимость между суммарным отбором нефти, нефтенасыщенностью и объемом внедряющейся в нефтяную залежь воды в рамках теории Баклея–Леверетта может быть описана следующим соотношением

 ,                                                    (7)

Здесь  – объем пор пласта;  – содержание нефти в потоке жидкости;

 – нефтенасыщенность в обводненной зоне пласта; –коэффициент   использования    пор   при   бесконечно  долгой промывке пласта;

 –  суммарный   объем   внедрившейся  в  пласт воды  в   долях  объема пор;

–  содержание связанной воды и остаточная нефтенасыщенность пласта.

В работах [1, 4] показано, что жидкостно–нефтяной фактор может быть представлен линейной зависимостью от суммарного отбора жидкости

                                                                     (8)

где  –  постоянные величины, определяемые по промысловым данным;

– жидкостно–нефтяной фактор.

Из (8) следует, что величина   и суммарная добыча нефти могут быть выражены следующими формулами:

,                                                                                         (9)

                                                                                (10)

Дифференцируя (9) по , получим:

                                                    (11)

Подставляя (8), (9) и (10) в (11), после некоторых преобразований, получим следующее дифференциальное уравнение, связывающее между собой величины  и 

,                                                 (12)

Интегрируя  это выражение при условии, что  при , находим

,                                                 (13)

Подставляя (9), (10), (13) в уравнение (5) и разрешая его относительно величины  , можно получить

.                                   (14)

Последняя формула позволяет по параметрам характеристики вытеснения  и  , а также по величине жидкостно–нефтяного фактора  рассчитать суммарный объем внедряющейся в пласт воды, причем из формулы (14) видно, что зависимость между величинами  и   линейная.

Формулу (14) можно преобразовать к несколько иному виду. Прибавим и отнимем в числителе второго члена формулы (14) величину .

Тогда получим:

.                                                                       (15)

Но так как  , то последнее выражение запишем в виде:

.                                                                  (16)

Из зависимости (16) видно, что объем внедряющейся в пласт воды равен объему извлеченной из пласта жидкости плюс величину, зависящую от параметров характеристики вытеснения.

При этом, если учесть данные, приведенные выше,  то  величина  будет равна

                                                            (17)

где  – безводная добыча нефти;

       – извлекаемые запасы нефти при данной системе разработки.

При разработке залежи в условиях эффективного водонапорного режима с применением различных систем заводнения в нефтенасыщенную зону пласта внедряется вода из пластовой водонапорной системы и вода, закачиваемая через систему нагнетательных скважин.

Одновременно с этим через добывающие скважины отбирается некоторое количество воды вместе с нефтью.

Отсюда видно, что разница между объемом внедряющейся воды и объемом отбираемой воды равна объему воды, накапливаемому в залежи в процессе разработки, что можно выразить следующей формулой

,           (18)

которую можно записать и через жидкостно–нефтяной фактор

 .                                                            (19)

Из формулы  (19) видно, что при бесконечно долгой промывке пласта, когда жидкостно–нефтяной фактор стремится к бесконечности , максимальный объем воды, накапливающийся в порах, будет равен

.                                                                  (20)

Если принять, что   и  , то формула (20) примет вид

.                                      (21)

Из последней формулы видно, что для того, чтобы добыть извлекаемые  запасы нефти, объем внедрившейся  в поровое пространство воды должен составлять от 3–х до 4–х  объемов извлекаемых запасов, поскольку, по всей вероятности, вода в количестве 2 – 3 объемов извлекаемых запасов нефти идет на компенсацию изменений пористой среды, связанных с упругими деформациями и раз газированием нефти в пласте.

 


Список литературы:

1. Абакулов Л.Е., Ефремов И.Н. Уточнение запасов нефти по залежам, находящимся в завершающей стадии разработки // Нефтяное хозяйство. – 1989. – № 12. – С. 29-31.
2. Акрамов Б.Ш., Хайитов О.Г., Табылганов М.К. Методы уточнения начальных и остаточных извлекаемых запасов нефти по данным разработки на поздней стадии // Горный журнал. – 2010 – № 2.– С.21-25.
3. Пирсон С.Д. Учение о нефтяном пласте. – М.: Гостоптехиздат, 1961. – 157 с.
4. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки, добыча нефти / Ш.К. Гиматутдинов, И.Т. Мищенко, А.И. Петров и др. – М.: Недра, 1983. – Т. I. – 463 с.; Т. II. – 455 с.
5. Фадеева Г.А. О пересчете запасов нефти старых месторождений на примере Надеждинского месторождения в Калмыкии // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. – 1998. – № 4. – С. 5-8.

Информация об авторах

ассистент кафедры технологии нефти и газа Каракалпакского государственного университета имена Бердаха, 230112, Республика Каракалпакстан, г.Нукус, ул. Ч.Абдирова 1

Assistant of Chair of technology of oil and gas, Karakalpak state university named after Berdakh, 230112, Republic of Karakalpakstan, Nukus, Ch. Abdirova St., 1

ассистент кафедры технологии нефти и газа, Каракалпакского государственного университета имена Бердаха, 230112, Республика Каракалпакстан, г.Нукус, ул. Ч. Абдирова 1

Assistant of Chair of technology of oil and gas, Karakalpak state university named after Berdakh, 230112, Republic of Karakalpakstan, Nukus, Ch. Abdirova St., 1

ассистент кафедры технологии нефти и газа, Каракалпакского государственного университета имена Бердаха, 230112, Республика Каракалпакстан, г.Нукус, ул. Ч. Абдирова 1

Assistant of Chair of technology of oil and gas, Karakalpak state university named after Berdakh, 230112, Republic of Karakalpakstan, Nukus, Ch. Abdirova St., 1

студент Каракалпакского государственного университета имени Бердаха, 230112, Республика Каракалпакстан, г. Нукус, ул. Ч. Абдирова, д. 1

Student, Karakalpak state university named after Berdakh, 230112, Republic of Karakalpakstan, Nukus, Ch. Abdirova St., 1

студент Каракалпакского государственного университета имена Бердаха, 230112, Республика Каракалпакстан, г.Нукус, ул. Ч.Абдирова, 1

student, Karakalpak state university named after Berdakh, 230112, Republic of Karakalpakstan, Nukus, Ch. Abdirova st., 1

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top