Список использованных источников

1 Василевский В.Н. Исследование нефтяных пластов /В.Н. Василевский, А.И. Петров. – М.: Недра, 1973. – C. 109-112.

2 Бузинов С.Н. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов/ С.Н.Бузинов, И.Д. Умрихин. – М.: Недра, 1973. – С. 50-56.

3 Басниев К.С. Подземная гидравлика /К.С. Басниев, A.M. Власов, И.Н. Кочина. – М.: Недра. 1986. – С. 148-151.

4 Басниев К.С. Подземная гидромеханика: учебник для вузов /К.С. Басниев, И.Н. Кочина, В.М. Максимов. – М.:Недра,1993.- 416с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5. ИЗУЧЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АНОМАЛЬНО ВЯЗКИХ НЕФТЕЙ

5.1 Общие положения

Промысловые и лабораторные исследования показывают, что в некоторых случаях фильтрация нефти в пористой среде происходит с отклонением от закона Дарси. Такие нефти названы аномально вязкими или неньютоновскими. Эти отклонения объясняются аномалией вязкости, обусловленной наличием пространственной структурной сетки в объеме нефти. Объемная структурная сетка состоит из частиц асфальтенов либо из кристалликов парафинов и агрегатов асфальтенов.

Изучение аномалии вязкости осуществляется на экспериментальных установках. Для этой цели используют приборы ротационного и капиллярного типов. Приборы ротационного типа позволяют изучить реологические свойства высоковязких диспергированных систем – дегазированных нефтей, буровых растворов и т.д. Нефть при пластовых условиях является слабоструктурированной жидкостью. Следовательно, аномалии вязкости такой нефти следует ожидать лишь при небольших градиентах давления и скоростей фильтрации, наблюдаемых на участках, удаленных от призабойной зоны пласта.

Проявление аномалий вязкости нефтей в пласте снижает эффективность процесса вытеснения, является одной из причин низкого охвата неоднородных пластов фильтрацией и вытеснением, ускоряет прорыв вытесняющей воды в добывающие скважины, залежь длительное время разрабатывается с отбором большого количества попутной воды. Несмотря на это, конечный коэффициент нефтеотдачи на таких залежах оказывается невысоким. Повышение эффективности эксплуатации этих залежей возможно путем учета аномалий вязкости нефтей на стадии их проектирования и разработки.

5.2 Описание конструкции и методика работы установки для определения реологических свойств нефти

В Уфимском государственном нефтяном техническом университете разработана установка для комплексного исследования структурно-механических свойств пластовых нефтей. Установка позволяет исследовать фильтрацию структурированной нефти через породы; исследовать реологические свойства нефти при скоростях движения, соответствующих пластовым; проводить опыты по фильтрации жидкостей в широких диапазонах градиентов давлений и скоростей фильтрации нефти. Исследование фильтрации на установке ведется с использованием образцов естественных песчаников или капилляров.

Установка позволяет моделировать пластовые условия по температуре, давлению, скорости фильтрации и сдвига.

Принципиальная схема установки представлена на рисунке 5.1. Из рисунка видно, что в составе установки имеются следующие узлы и системы:

1 Измерительные прессы, заполненные маслом, ИП-1 и ИП-2. Прессы отградуированы и приводятся в движение электродвигателем М через систему понижающих редукторов РП-1 и РП-2. Прессы служат для нагнетания в разделительные колонки и отбора из них масла с фиксированными объемными расходами. Редукторы позволяют изменить объемный расход жидкости от 0,1 до 1∙10^-7 см³/с.

2 Разделительные колонки РК-1 и РК-2 необходимы для исключения контакта исследуемой жидкости с маслом, поступающим из пресса. Кроме того, РК-2 выполняет роль противодавления в системе.

3 Узел кернодержателя ПС, в который помещен образец песчаника.

4 Узел капилляра К. Здесь установлен капилляр длиной 2,13 м и диаметром 3,12∙10^-4 м. Капилляр свернут спирально и заключен в термостатирующий кожух.

5 Узел жидкостного дифференциального манометра ДЖМ. Манометр компенсационного типа служит для замера перепада давления на концах капилляра или пористой среды. Жидкостной компенсационный манометр состоит из двух толстостенных прозрачных трубок, заключенных в цилиндрические кожухи с окнами для наблюдения за уровнями раздела манометрических жидкостей. Противодавление измеряемому перепаду давления создается с помощью высот столба манометрических жидкостей с разными плотностями. Одной из манометрических жидкостей служит исследуемая нефть, другой является концентрированный раствор хлористого кальция. Раствор хлористого кальция вводится в нижнюю часть манометра с помощью ручного пресса ПР-1. ручной пресс ПР-2 необходим для регулирования давления в системе установки;

- контрольные пружинные манометры ММ;

- вентили высокого давления ВМ.

Условные обозначения: М – масло; Н – нефть; В – водный раствор хлористого кальция.

Принцип действия установки следующий. При движении плунжера измерительного пресса ИП-1 в системе, заполненной маслом, создается давление, которое через буферную жидкость передается исследуемой. При этом исследуемая жидкость перемещается из одной пары разделительных колонок в другую через капилляр или образец породы. Имеющийся в установке второй измерительный пресс ИП-2 позволяет создавать противодавление выходящей из капилляра или керна жидкости и проводить эксперименты при любых перепадах давлений.

Опыты на установке проводятся в условиях «фиксированные объемные расходы – изменяющиеся перепады». При этом с помощью системы редукторов через породу или капилляр пропускают жидкость с заданным объемным расходом. После достижения установившегося режима течения дифференциальным манометром измеряется перепад давления на концах капилляра или пористой среды. Затем объемный расход меняется переключением редуктора и измеряется соответствующий этому расходу перепад давления. Измерения производятся при 10 – 15 режимах течения жидкости в капилляре либо в пористой среде.

В таблице 5.1 приводятся основные технические характеристики установки.

Таблица 5.1 – Основные технические характеристики установки для комплексного исследования структурно-механических свойств пластовых нефтей

Параметр	Величина
Максимальное давление, МПа	15
Температура нагрева исследуемой жидкости, оС	до 80
Объёмная скорость жидкости в капилляре и в пористой среде, см3/с	от 7,22∙10-8 до 0,333
Перепад давления на концах капилляра пористой среды, кПа	от 0,1 до 2∙104
Точность измерения перепадов давления
- до 30 кПа	0,05
- от 30 кПа до 1000 кПа	0,8
- от 1000 кПа до 20000 кПа	600