Задачник по физике нефтяного и газового пласта (стр. 4 )

Коэффициент водонасыщенности в пластовых условиях можно рассчитать по формуле

, (1.18)

а в пластовых условиях

, (1.19)

где вв - объемный коэффициент воды.

Задача 9. Вычислите коэффициент водонасыщенности образца породы для условий задачи 8.

Решение. Для условий предыдущей задачи из формулы 1.18 следует

или 34,8 %.

Аппарат ЗАКСА (ЛП-4) сочетает в себе элементы аппаратов Сокслета и АКОВ-10. По результатам исследований образцов в приборе ЗАКСА можно рассчитать Vн, Кн и Кв по следующим формулам

, (1.20)

, (1.21)

. (1.22)

Следует помнить, что в аппарате ЗАКСА определение воды и нефти происходит из одной навески породы. Коэффициент газонасыщенности в пластовых условиях можно рассчитать по формуле

. (1.23)

Задача 10. Рассчитайте коэффициент нефте-, водо - и газонасыщенности образца керна весом 97,33 г по результатам исследования его в приборе ЗАКСА, если из него было получено 1,66 см3 воды, плотность породы составляет 2,4 г/см3, пористость 0,21. Масса экстрагированного образца составила 94 г. Объемный коэффициент нефти составляет 1,3, а воды 1,07. Плотность нефти принять 0,910, а плотность воды 1 г/см3.

Решение. Вычислим общее содержание жидкости в образце

г.

Масса нефти в образце составляет

г.

Вычислим значения КН и КВ образца с учетом объемов нефти и воды, выделенных из образца

,

.

Вычислим величины КН и КВ в пластовых условиях

,

.

Рассчитаем коэффициент газонасыщенности образца в пластовых условиях по формуле (1.23)

1.5. Проницаемость

Проницаемость характеризует фильтрационное свойство коллектора, т. е. его способность пропускать через себя пластовые флюиды. Абсолютная проницаемость образцов пород обычно определяется по воздуху и называется воздухо - или газопроницаемость. Схема установки для определения газопроницаемости при атмосферном давлении включает компрессор, газовый баллон, хлоркальциевую трубку, редуктор, манометры на входе и выходе образца, газовый счетчик. Измерение абсолютной проницаемости может вестись без противодавления или с противодавлением на выходе образца. Коэффициент проницаемости рассчитывается по закону линейной фильтрации газа

, (1.24)

где: kа – абсолютная проницаемость, дарси;

m - вязкость воздуха при температуре исследования, СПЗ;

L – длина образца, см;

Р2 – давление за образцом, атм;

V2 – объем воздуха прошедшего через образец за время исследования, см3;

t – продолжительность исследования, сек;

Р1 – давление перед образцом, атм;

F – площадь поперечного сечения образца, см2.

Задача 11. Рассчитайте абсолютную проницаемость образца керна цилиндрической формы длиной 2,8 и диаметром 2,55 см. Исследование проводилось без противодавления на выходе образца, избыточное давление на входе в образец 103 мм рт. ст. Атмосферное давление составляет 756 мм .рт. ст. Объем воздуха, прошедшего за 3 мин через образец, составил 3,6 л по показаниям газового счетчика. Исследования проводились при температуре 20 0С, при которой вязкость воздуха составляет 0,0181 СПЗ.

Решение. Вычислим площадь поперечного сечения образца

см2.

Давление на входе (Р1) и выходе (Р2) образца составляет

атм.

атм.

Объем воздуха составляет 3,6 л, что составляет 3600 см3.

Из формулы (1.24) следует

Дарси

При определении вязкости воздуха при температуре исследования воспользуйтесь таблицей 1.3.

Таблица 1.3

Зависимость вязкости воздуха от температуры

Т, 0С	m, СПЗ
0	0,0171
10	0,0176
20	0,0181
30	0,0186

Проницаемость кернов по воде или по нефти рассчитывается по формуле

, (1.25)

где: Q –количество жидкости, скопившейся в градуированном цилиндре, на выходе образца за время исследования, см3;

m - вязкость воды, СПЗ.

Вязкость воды при температуре исследований определяется по таблице 1.4. Исследования проницаемости образцов керна по жидкости могут проводиться без противодавления или с противодавлением на выходе.

Задача 12. Рассчитайте проницаемость по нефти образца керна цилиндрической формы (диаметром 2,55 и длиной 2,8 см.). Избыточное среднее давление на входе в образец составляло 100 мм рт ст, а давление на выходе поддерживалось 750 мм рт. ст. За 300 сек исследований в градуированный цилиндр, расположенный на выходе из образца, поступило 84 см3 нефти. Вязкость нефти при температуре исследования составляла 1 СПЗ.

Таблица 1.4

Зависимость динамической вязкости воды (m) от температуры (Т)

Т, 0С	m, СПЗ	Т, 0С	m, СПЗ
0	1,794	60	0,470
10	1,310	70	0,407
20	1,009	80	0,357
30	0,800	90	0,317
40	0,654	100	0,284
50	0,549

Решение. Вычислим давление на входе и выходе образца

атм,

атм.

Площадь поперечного сечения образца составляет

см2.

По формуле (1.29) проницаемость образца по нефти составляет

дарси.

При исследовании фазовых проницаемостей в состав установки по определению проницаемости входят также устройства по подготовке и подаче в образец породы смеси флюидов, по приему и разделению на фазы многофазного потока на выходе из образца, а также устройств, позволяющих определять коэффициенты насыщенности образца. Полученные при таких исследованиях значения фазовой и относительной проницаемости используются для построения зависимостей Леверетта (рис. 1.5), Викова и Ботсета (рис. 1.6 и 1.7) и Леверетта - Льюиса (рис. 1.8). На рис. 1.5 приводится зависимость Леверетта, характеризующая движение в песках смесей воды и нефти.

Задача 13. Определите значение относительной проницаемости для смеси нефти и воды в образце песка, коэффициент водонасыщенности которого составляет 50%.

Решение. Относительная проницаемость образца по нефти составляет 0,2, по воде также 0,2 (рис. 1.5). Следовательно, относительная проницаемость образца по смеси нефти и воды составит 0,4.

Зависимости Викова и Ботсета, являющиеся зависимостями относительной проницаемости пород от их водонасыщенности, характеризуют движение в пористой среде смесей жидкостей и газа.

Задача 14. Определите неподвижный объем газа в образце известняка цилиндрической формы. Длина образца составляет 3, а диаметр 2 см. Общая пористость образца составляет 5%.

Решение. Вычислим объем образца

см3.

Объем пор в образце составляет

см3.

Так как неподвижный объем газа в образце составляет 25% от объема пор (рис. 1.7а), то его значение по абсолютной величине составит

см3.