Вытеснение нефти водой

Такие задачи решаются при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений с краевой или подошвенной водой.

Предполагается что при вытеснении граница раз­дела двух жидкостей является некоторой поверхностью. При решении задач принимается: вязкости нефти и воды различные, плотности - одинако­вые. Это дает возможность рассматривать границу раздела двух жидкостей вертикальной. На границе раз­дела двух жидкостей с различными физическими свойствами происходит преломление ли­ний тока. Учет этого пре­ломления и составляет глав­ную трудность в точном реше­нии задачи о вытеснении неф­ти водой (или газа водой). Линии тока не преломляются при прямолинейно-поступа­тельном и радиальном движе­ниях, когда в начальный мо­мент времени они перпендику­лярны границе раздела. В этих случаях получены точные решения, в которых жидкости (нефть, вода) принимаются несжимаемыми, пласт — горизонтальным, режим пласта - напорным, фильтрация - происходящей по линейному закону.

При прямолинейном движении границы раздела (рис. 4.20, стр. 203), когда в начальном положении она параллельна галерее, в пласте с постоянными мощностью, пористостью и проницае­мостью формула для дебита галереи имеет вид

(4.111)

где l — длина пласта; s — расстояние от контура питания до водонефтяного контакта.

Из приведенной формулы видно, что дебит нефти при задан­ных постоянных значениях р_к и возрастает при продвижении границы раздела, если .

Время вытеснения нефти водой в случае прямолинейно-поступательного движения границы раздела подсчитываетея по формуле

(4.112)

где s_o— координата, определяющая положение границы раз­дела в начальный момент времени.

Рис.4.20. Вытеснение нефти водой

Из приведенной формулы видно, что дебит нефти при задан­ных постоянных значениях р_к и возрастает при продвижении границы раздела, если .

Время вытеснения нефти водой в случае прямолинейно-поступательного движения границы раздела подсчитываетея по формуле

(4.113)

где s_o— координата, определяющая положение границы раз­дела в начальный момент времени.

Чтобы найти время полного вытеснения нефти, нужно прировнять s = l.

В условиях плоскорадиальной фильтрации дебит определяется по формуле

(4.114)

где r — координата, определя­ющая положение границы раз­дела нефть—вода в момент t.

Время радиального перемещения границы от начального по­ложения (при t = 0) до r находится по формуле

(4.115)

Различие вязкости нефти и воды существенно влияет на время извлечения нефти (газа) из пласта и на характер продвижения контура водоносности.

Допустим, что первоначальное положение водонефтяного контакта в пласте А В не параллельно галерее (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Водонефтяной контакт

Для решения задачи о продвижении водонефтяного контакта в ука­занных условиях используют приближенный метод «полосок», предложенный В. Н. Щелкачвым. Рассматривается послойное движение частиц. Выделяют несколько узких полосок, и в пре­делах каждой полоски рассматривают вытеснение как поршне­вое с контуром водоносности, параллельным галерее. При усло­вии скорость точки В больше, чем скорость точки А, отсюда можно сделать вывод, что скорость движения «водяного языка» в наиболее вытянутой точке по мере его движения к галерее (или прямолинейной цепочке скважин) растет быст­рее, чем скорость его основания и остальной части контура водо­носности.