-
Влияние пористости на добычу нефти
Движение двухфазных систем в пористой среде представляет собой чрезвычайно сложное явление. В отличие от движения однофазной системы в этом случае на границе раздела фаз действуют капиллярные силы. Если бы при вытеснении нефти из пласта водой или газом отсутствовали капиллярные силы, нефтеотдача была бы значительно полнее независимо от скорости движения. Поскольку реальная пористая среда по своей природе микро и макронеоднородна, т. е. имеет поровые каналы разного размера и содержит нефть, вязкость которой в несколько раз превышает вязкость воды, это обусловливает неравномерное продвижение контура нефтеносности в отдельных порах, а следовательно, и по пласту в целом.
Экспериментальные исследования вытеснения моделей нефти водой или газом, проведенные на полидисперсных кварцевых песках в сцементированном и несцементированном виде, показали, что одним из основных факторов, влияющих на нефтеотдачу пластов, являются капиллярные силы.
Основным критерием подобия процесса вытеснения нефти водой на моделях идеального и реального грунтов натурному процессу должно быть постоянство отношения общего перепада давления к капиллярному давлению на водонефтяном контакте
Как показали исследования, в микронеоднородном пласте движение воды при вытеснении керосина или нефти происходит неравномерно. В порах большого размера жидкости фильтруются с большей скоростью, чем в порах малого размера. Поэтому на известной стадии отбора жидкости в порах большого размера будет двигаться вода, а в порах малого размера — керосин или нефть. При этом степень различия скоростей движения в порах разного сечения определяется не только чисто гидравлическими параметрами, обусловливающими это различие, но и капиллярными силами. Если перепад давления сравнительно мал по отношению к капиллярным силам, то для грунтов той или иной степени гидрофобности вытеснения керосина или нефти будет происходить только из пор большого размера, и чем меньше объем таких пор, тем меньше будет нефтеотдача пласта в безводный период.
Последующее повышение перепада давления может привести в движение жидкость, находящуюся в порах малого размера, если при этом будет преодолено капиллярное давление мениска. Однако в пористой среде имеются поры малого размера, окруженные порами большого размера. В этом случае отсутствие движения в порах малого размера приведет к тому, что содержащаяся в них нефть может быть окружена водой. Для вытеснения окруженных таким образом капелек нефти из пористой среды необходимо, чтобы разность давлений в соответствующих точках по обе стороны мениска превышала капиллярное давление. Но для этого нужны такие перепады давления в пластах, которые невозможно создать в промысловых условиях.
Итак, при перепадах давления, значительно превышающих капиллярное давление на водонефтяном контакте, нефтеотдача практически не зависит от темпов отбора жидкости из пласта. При перепадах давления, близких к капиллярному давлению на водонефтяном контакте, с уменьшением темпа отбора жидкости из пласта конечная нефтеотдача уменьшается.