Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
МА МГ МЕ МИ МЛ МН МО МУ МЫ МЯ

Многофазная фильтрация

 
Многофазная фильтрация - совместное течение в пористой среде газа и неск. Наиболее простой пример М.ф. - совместная фильтрация в г.п. газа, нефти и воды; возникает в осн.
Многофазная фильтрация с учетом всех влияющих факторов представляет собой весьма сложную задачу.
Зависимость капиллярного давления от насыщенности. Процессы многофазной фильтрации идут по-разному в зависимости от характерного времени фильтрационного процесса и от размеров области течения. Капиллярные силы создают в пористой среде перепад давления, величина которого ограничена и не зависит от размеров области фильтрации. Вместе с тем перепад внешнего давления, создающего фильтрационный поток между двумя точками, пропорционален скорости фильтрации и расстоянию между этими точками. Если размеры области малы, то при достаточно малых скоростях фильтрации капиллярные силы могут превзойти внешний перепад давления.
Процессы многофазной фильтрации идут по-разному, в зависимости от характерного времени фильтрационного процесса и от размеров области течения. Капиллярные силы создают в пористой среде перепад давления, величина которого ограничена и не зависит от размеров области фильтрации. Вместе с тем, перепад внешнего давлений, создающего фильтрационный поток между двумя точками, пропорционален скорости фильтрации и расстоянию между этими точками. Если размеры области малы, то при достаточно малых скоростях фильтрации; капиллярные силы могут превзойти внешний перепад давления.
Зависимость капиллярного давления от насыщенности. Процессы многофазной фильтрации идут по-разному в зависимости от характерного времени фильтрационного процесса и от размеров области течения. Капиллярные силы создают в пористой среде перепад давления, величина которого ограничена и не зависит от размеров области фильтрации. Вместе с тем перепад внешнего давления, создающего фильтрационный поток между двумя точками, пропорционален скорости фильтрации и расстоянию между этими точками. Если размеры области малы, то при достаточно малых скоростях фильтрации капиллярные силы могут превзойти внешний перепад давления.
При многофазной фильтрации эффективная подвижность жидкости в пористой среде резко уменьшается, поскольку каждая фаза должна двигаться по стесненной системе пор. Оценим этот эффект для простейшего случая жидкостей одинаковой вязкости.
Процессы многофазной фильтрации идут по-разному в зависимости от характерного времени фильтрационного процесса и от размеров области течения. Капиллярные силы создают в пористой среде перепад давления, величина которого ограничена и не зависит от размеров области фильтрации. Вместе с тем перепад внешнего давления, создающего фильтрационный поток между двумя точками, пропорционален скорости фильтрации и расстоянию между этими точками. Если размеры области малы, то при достаточно малых скоростях фильтрации капиллярные силы могут превзойти внешний перепад давления. Напротив, если рассматривается движение в очень большой области ( например, в целой нефтяной или газовой залежи), то влияние капиллярных сил на распределение давления незначительно и их действие проявляется в локальных процессах перераспределения фаз. Взаимное торможение фаз, благодаря которому относительные фазовые проницаемости не равны соответствующим насыщенностям, обусловлено, прежде всего, капиллярными эффектами.
Задачи многофазной фильтрации требуют решения сложных дифференциальных уравнений. Здесь мы рассмотрим достаточно простой инженерный подход к решению задач, связанных с фильтрацией газоконденсатных смесей при установившемся и неустановившемся движении по линейному и нелинейному законам и гидродинамическими исследованиями скважин.
Проведено исследование многофазной фильтрации на микромоделях пористых сред. Показано, что при вытеснении модели нефти водой в достаточно большом числе пор микромодели происходит замещение воды нефтью, что означает наличие в них разрыва вытесняемой фазы. Перемещение дисперсных элементов происходит хаотично, начиная с самого начала процесса вытеснения как в микромасштабе, так и в масштабе всей микромодели.
Физические аспекты многофазной фильтрации в пористой среде / / Нефтяная пром-ть, Обзорн.
Установленные закономерности многофазной фильтрации в НПК позволили рекомендовать технологию разработки НГКМ с несколькими этапами, один из которых осуществляется путем закачки газа при оптимальном уровне пластового давления ниже давления насыщения.
Результаты исследований многофазной фильтрации также показали, что значение остаточной нефтенасыщенности, как правило, уменьшается на 3 - 4 % при наличии в поровом пространстве свободного газа. Указанная особенность играет важную роль при выборе технологии разработки месторождения.
Зависимость капиллярного давления от насыщенности.
Характерные особенности многофазной фильтрации связаны также с влиянием поверхностного натяжения.
Характерные особенности многофазной фильтрации связаны также с влиянием поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Граница двух соседних фаз в пористой среде разбивается на множество искривленных участков, радиус кривизны которых сопоставим с размером пор.
Характерные особенности многофазной фильтрации связаны также с влиянием поверхностного натяжения.
Физические аспекты многофазной фильтрации в пористой среде / / Нефтяная пром-ть, Обзорн.
Для модели многофазной фильтрации необходимо определить доли разных компонентов, растворенных в фазах, участвующих в фильтрации. В нашей модели рассматривается движение трех фаз: газообразной, нефтяной и водной. В действительности и газ, и нефть состоят из многих углеводородов, но для упрощения задачи каждый из них рассматриваем как один компонент.
В случае многофазной фильтрации такие выражения для компонент скорости фильтрации записываются применительно к каждой фазе. Все это приводит к значительному усложнению системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс многомерной, многофазной фильтрации.
Зависимость функции Леверетта от насыщенности. 1-кривая вытеснения. 2 - кривая пропитки. А - остаточная насыщенность вытесняемой жидкости. Характерные особенности многофазной фильтрации связаны также с влиянием поверхностного натяжения.
Таким образом, многофазная фильтрация в пористой среде может происходить как путем движения каждой из фаз по своим системам поровых каналов, так и когда вытесняемая фаза движется поэлементно.
Дарси на случай многофазной фильтрации в этом случае несколько отличаются от традиционных.
Поскольку все особенности многофазной фильтрации вызваны наличием поверхностного натяжения и соответственно капиллярных сил.
Сформулированное представление о многофазной фильтрации в пористой среде имеет следующие принципиальные отличия от существовавших: явление вязкостной неустойчивости [10] не есть следствие только больших отношений вязкостен вытесняемой и вытесняющей фаз или микронеоднородности даже макронеодно-родного пласта, а есть визуальное проявление макродиспергирования вытесняемой фазы, которая движется поэлементно в виде системы элементов разного размера, что позволяет вытесняющей фазе проникать между элементами вытесняемой.
Для описания процессов многофазной фильтрации может быть использована термодинамика необратимых процессов ( ТНП), построенная на принципе локального равновесия, т.е. чем меньше отношение скоростей изменения состояния за счет внешних сил и восстановления состояния за счет внутренних релаксационных процессов, тем ближе к реальности приближение по ТНП.
Сформулированное представление о многофазной фильтрации в пористой среде имеет следующие принципиальные отличия от существовавших: явление вязкостной неустойчивости не есть следствие больших отношений вязкостей вытесняемой и вытесняющей фаз или микронеоднородности даже макронеодно-родного пласта, а есть визуальное проявление явления образования гидродинамически самостоятельных элементов вытесняемой фазы, которая движется поэлементно в виде вероятностной системы элементов разного размера, что позволяет вытесняющей фазе проникать между элементами вытесняемой. Насыщенность как доля одной из фаз в элементе объема не является полной характеристикой состояния процесса многофазной фильтрации. Параметры вероятностной системы ( количество и распределение элементов по размерам) поэлементного движения вытесняемой фазы определяются не только пористой средой, но и условиями вытеснения. Во всех зонах пласта - и перед резким изменением насыщенности, и за ним - могут двигаться как вытесняемая, так и вытесняющая фазы.
Проведен анализ различных моделей многофазной фильтрации и обоснована возможность гидродинамического описания движения нефти как системы диспергированных элементов.

Особенности нефтеотдачи пластов при многофазной фильтрации ( обзор исследований) / / Нефтяная пром-ть, ЭЙ, сер.
В неоднородных пластах при многофазной фильтрации нефте-проницаемость зависит от капиллярных давлений на границах раздела фаз, которые, в свою очередь, определяются изменениями поверхностных натяжений и условий смачивания на границах. Повышение температуры сопровождается возрастанием капиллярных давлений на границах раздела фаз.
Практический интерес представляют особенности многофазной фильтрации в трехмерном пространстве. В связи с этим рассмотрим результаты - расчетов для различных задач с использованием изложенного алгоритма решения трехмерных трехфазных задач.
Накопленные экспериментальные данные о многофазной фильтрации свидетельствуют о неоднозначности kr ( s), которые зависят от условий формирования системы и направления процесса массо-переноса. В трехфазных системах относительная проницаемость любой фазы зависит не только от ее насыщенности, но и от соотношения насыщенности остальных компонентов системы, причем на значении kr сказываются предыстория и направления изменения насыщенностей всех фаз. Поэтому в общем случае, когда состав системы определяется переносом, сжимаемостью и местной генерацией фаз, описать процесс однозначными относительными про-ницаемостями не представляется возможным.
Граничные условия для уравнений многофазной фильтрации рассматриваются в разделе 5.7 гл.
При укрупнении масштаба для многофазной фильтрации эффективные относительные проницаемости могут определяться для каждого укрупненного блока, поэтому возникает проблема группирования кривых и уменьшения их количества.
В работах по моделированию многофазной фильтрации [20, 94] отмечается, что каждая из фаз движется по своей системе перовых каналов, ограниченных твердым скелетом и другой фазой. Таким образом, при заданной насыщенности гидравлические сопротивления, а следовательно, и проницаемости для каждой из фаз оказываются однозначно определенными. В [20] отмечается, что экспериментальные исследования показали отсутствие зависимости фазовых проницаемостей от скорости фильтрации и от отношения вязкостей фильтрующихся фаз в широком диапазоне совместного течения и вытеснения двух фаз в пористых средах. На основе этих положений в [20] развиваются модели вытеснения нефти различными агентами.
Однако изложенные представления о многофазной фильтрации не позволяют дать объяснение [251] влиянию на нефтеотдачу абсолютных значений вязкостей фаз [152], уменьшению нефтеотдачи с уменьшением проницаемости среды [265,276], неоднозначному влиянию на нефтеотдачу плотности сетки скважин [251, 252, 263] и темпа разработки [239, 255, 271, 354], наблюдаемым в промысловых условиях и при экспериментальном моделировании процесса.
Глубокое теоретическое изучение вопросов многокомпонентной многофазной фильтрации в деформируемых пластах, в особенности для флюидов, находящихся в сложных термодинамических условиях, является сложной задачей и диктуется требованиями практики. Особенно важны такие исследования применительно к фильтрации флюидов, находящихся в пласте в околокритических и сверхкритических условиях.
В настоящей главе впервые рассматривается многофазная фильтрация. По сравнению с однофазным течением моделирование в данном случае требует более эффективных методов, поскольку рассматривается система связанных нелинейных уравнений. Будут представлены основные методы решения, использующиеся в настоящее время, а также те специальные методы, которые используются для задач, не поддающихся решению стандартными методами. Хотя такие задачи ( например, о конусообразовании или о просачивании газа через нефтяной пласт) более характерны для многомерных систем, способы их решения все же удобнее рассмотреть здесь.
Отметим, что перколяционно-теоретическое описание многофазной фильтрации, как и в целом нетрадиционное направление - микромеханика многофазного течения, позволяет дополнить существующую классическую теорию Маскета - Леверетта детальными механизмами движений на уровне поровых каналов и ансамблей пор среды.
Схема к выводу уравнения неразрывности для i - й фазы. Таким образом, при описании многофазной фильтрации увеличивается число параметров, подлежащих определению.
Таким образом, при описании многофазной фильтрации увеличивается число параметров, подлежащих определению. Это соответственно усложняет теоретическое исследование.
Схема к выводу уравнения неразрывности для г - й фазы.
Таким образом, при описании многофазной фильтрации увеличивается число параметров, подлежащих определению.
Таким образом, при описании многофазной фильтрации увеличивается число параметров, подлежащих определению. Наряду с неизвестными давлениями PJ в фазах и скоростями фильтрации фаз U; появляются новые неизвестные - насыщенности а и концентрации отдельных компонентов. Это усложняет теоретическое исследование.
Таким образом, базовые положения многофазной фильтрации в пористых средах несут в себе колоссальные технологическую и экономическую составляющие.
Однако эти традиционные представления о многофазной фильтрации в пористых средах не позволяют ответить на ряд принципиальных вопросов разработки месторождений с низкопроницаемыми коллекторами по влиянию, например, проницаемости пласта на нефтеотдачу, роли абсолютных значений вязкостей фаз, плотности сетки скважин, темпа разработки. В ряде случаев предлагаемые для опытно-промышленных работ новые технологии не обеспечивают ожидавшихся на основе модельных расчетов значений технологических показателей.
Поскольку уравнение (5.13) типичное для многофазной фильтрации, его структуру мы продемонстрируем подробно и распишем систему обозначений для матриц с блочной структурой.
Уравнения метода, обобщенные для многофазной фильтрации, широко используются при моделировании пластов ( см. гл.
Рассмотрение дисперсности системы нефть-вода-порода при многофазной фильтрации в пористой среде ( раздел 4, [449]) позволило дополнительно учесть изменения капиллярных сил и заставило подойти к более детальному рассмотрению особенностей движения водных растворов в глиносодержащих коллекторах.
Это положение прямо распространяется и для многофазной фильтрации. Фактические граничные условия многомерны, и некоторые аспекты такого представления можно узнать лишь из опыта постановки двумерных задач. Поэтому детальное представление граничных условий приведено в гл.
Изложена гидродинамическая теория одно - и многофазной фильтрации жидкостей и газов в однородных и неоднородных пористых и трещиноватых средах. Рассмотрены задачи стационарной и нестационарной фильтрации и способы расчета интерференции скважин. Описаны гидродинамические методы повышения нефтегазоотдачи, неизотермическая фильтрация при тепловых методах воздействия на пласт и в естественных термобарических условиях.
Изложена гидродинамическая теория одно - и многофазной фильтрации жидкостей и газов в однородных и неоднородных пористых и трещиноватых средах. Рассмотрены задачи стационарной и нестационарной фильтрации и способы расчета интерференции скважин. Описаны гидродинамические [ методы повышения нефтегазоотдачи, неизотермическая фильтрация при тепловых методах воздействия на пласт и в естественных термобарических условиях.
Изложена гидродинамическая теория одно - и многофазной фильтрации жидкостей и газов в однородных и неоднородных пористых и трещиноватых средах. Рассмотрены задачи стационарной и нестационарной фильтрации и способы расчета интерференции скважин. Описаны гидродинамические методы повышения нефтегазоотдачи, неизотермическая фильтрация при тепловых методах воздействия на пласт и в естественных термобарических условиях.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11