|
УДК 553.984:550.8.023 |
Моделирование остаточной водонасыщенности при определении коэффициента вытеснения
В. В. ПАНИКАРОВСКИЙ (ЦЛ Главтюменьгеологии)
При исследовании процесса вытеснения нефти водой из нефтесодержащих коллекторов практический интерес представляет изучение начальной нефтенасыщенности. Поскольку все лабораторные работы, связанные с коэффициентом вытеснения, проводятся на экстрагированных образцах керна, остаточная водонасыщенность в них определяется методами центрифугирования, капилляриметрии, капиллярной вытяжки, испарения или вытеснения углеводородными жидкостями.
Наиболее распространен косвенный метод, применяемый при определении остаточной воды, - центрифугирование. В его основе лежит создание больших перепадов давления на границе двух фаз в коротких образцах. Режимы для воспроизведения остаточной водонаеьпценности были приняты на основе специальных исследований при скорости вращения ротора 262 рад/с, продолжительность центрифугирования образцов длиной 0,028 м 30 мин. При этом величина капиллярного давления, развиваемого в центрифуге, изменялась от нуля до 0,449 мПа.
Кроме этого, в лабораторной практике по моделированию остаточной водонасыщенности в составных колонках или на отдельных образцах рекомендуют пользоваться методом вытеснения воды из полностью водонасыщенного керна керосином или вязким маслом (С. И. Шишигин, 1972 г., А. Г. Ковалев 1975 г.) до тех пор, пока водонасыщенность не будет соответствовать содержанию остаточной воды. Такие исследования выполнены автором на единичных образцах керна Варьеганского месторождения: вытеснение воды осуществлялось очищенным керосином при давлении 1,5 МПа, при этом прокачивалось до 10-15 поровых объемов керосина.
Особое место среди косвенных методов определения остаточной водонасыщенности занимает капилляриметрия. Она позволяет получать наиболее достоверные результаты. Остаточная водонасыщенность в этом случае создается при помощи вытеснения воды из образцов через полупроницаемую мембрану воздухом или углеводородной жидкостью. В наших экспериментах остаточная водонасыщенность образцов моделировалась в групповых камерах. Давление вытеснения повышалось ступенями до давления прорыва (0,3 МПа).
Самые достоверные сведения о начальной нефтенасыщенности можно получить, анализируя керн, отобранный из скважин, пробуренных на безводных углеводородных растворах. Лабораторные исследования выполнены на образцах керна скв. 106 Варьеганского месторождения.
Результаты эксперимента представлены в виде графиков зависимости остаточной водонасыщенности (Ков) от газопроницаемости (Кг).
Рассмотрим зависимости Ков = f(Кг) для полимиктовых пород пластов БВ Варьеганского месторождения в условиях, при которых остаточная вода моделируется искусственно, и сопоставим их с результатами прямого метода ее определения. Характер этих зависимостей обусловливается особенностями строения структуры порового пространства. Считается, что остаточная вода не только заполняет тупиковые поры, но и покрывает стенки поровых каналов (Колоскова М.И., Ханин А.А. Исследование структуры порового пространства методами капиллярных давлений в связи с оценкой полезной емкости и фильтрующих свойств пород-коллекторов. - В кн.: Состояние и перспективы изучения коллекторов нефти и газа. М., 1971, с. 19-22. ). Характерные особенности песчано-алевритовых пород пластов группы БВ - наличие глинистого цемента и более частая встречаемость тонких пор и каналов.
Как показывает анализ процесса вытеснения воды углеводородной жидкостью, движение флюидов в этом случае происходит лишь по крупным и средним порам, не затрагивая мелких, и тем самым Ков в коллекторах II и III класса будет завышен по сравнению
 |
с результатами центрифугирования и капилляриметрии на 6-8 %, а прямого метода на 14-15 % (см. рисунок). Для коллекторов с низким классом проницаемости эти расхождения сохраняются, а кривые, выведенные по данным центрифугирования и капилляриметрии, приближаются к кривой по методу вытеснения. По прямому методу сближения зависимостей не происходит. Такие явления для косвенных методов вполне закономерны, поскольку они связаны с увеличением числа тонких и уменьшением числа крупных и средних пор для низкопроницаемых образцов.
На месторождении остаточная водонасыщенность, определенная по данным прямого метода, может сильно отличаться от моделируемой. Экспериментально оценить содержание воды с помощью косвенных методов трудно, необходимо вносить соответствующиепоправки, полученные при прямом методе определения.
Анализ результатов изучения зависимостей Ков=f(Кг) позволяет сделать следующие выводы.
1. Косвенные методы моделирования остаточной водонасыщенности завышают ее значение. Особенно велико искажение данного параметра при методе вытеснения воды углеводородными жидкостями.
2. При проведении экспериментальных работ, когда возникает необходимость в моделировании начальной нефтенасыщенности в экстрагированных образцах, остаточную воду можно определять при помощи одного из косвенных методов, но полученные результаты следует приводить в соответствие с данными прямого метода ее определения.
Поступила 21/II 1983 г.
Рисунок График зависимости остаточной водонасыщенности от абсолютной проницаемости
а - прямой метод определения (линия 1); б - центрифугирование (2); в - капилляриметрия (3), г - вытеснение углеводородной жидкостью (4)