СОВМЕСТНОЕ ТЕЧЕНИЕ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ

Есть два представления о механизме совместного течения пластовых флюидов в пористой среде. Согласно первому, по­дробно описанному М. Маскетом, при течении двух несмеши-вающихся фаз часть наиболее тонких поровых каналов и углы крупных пор заняты смачивающей фазой (пластовой водой), а по остальным каналам, содержащим смачивающую жидкость на поверхности пор, может происходить струйное движение не-смачивающего и смачивающего флюидов. Количество двигаю­щихся флюидов в каждый момент определяется величинами на­сыщенности и проницаемости среды для этих флюидов. С рос­том насыщенности породы одной фазой увеличивается доля ка­налов, обеспечивающих движение этой фазы и уменьшается до­ля каналов для другой фазы.

При вытеснении воды нефтью в процессе нефтеобразования водонасыщенность породы понижается. При этом быстро воз­растает проницаемость для нефти. Однако не вся вода может быть вытеснена из породы. Часть ее, связанная силами адсорб­ции и межфазного натяжения, остается в виде остаточной воды (k_в.о). При снижении водонасыщения до величины k_в.опрони­цаемость породы для смачивающей фазы оказывается равной нулю. Величина k_в.ов зависимости от многих факторов может меняться от 0,15 до 0,35.

При вытеснении нефти водой в процессе разработки увели­чивается насыщенность породы смачивающей фазой. При этом проницаемость для нефти резко уменьшается. Однако не вся нефть может быть вытеснена водой. Часть ее остается в по­рах даже при уменьшении проницаемости для нефти до нуля. Это остаточное нефтенасыщение характеризуется коэффи­циентом остаточного нефтенасыщения k_.н.оКак правило, величина k_.н.о несколько превышает k_в.о.

При наличии в порах коллектора трех фаз (газа, нефти и воды) принцип их распределения сходен с двухфазной системой. Вода полностью занимает поры наименьшего размера, углы пор и в виде тонкой пленки смачивает остальные поры. Нефть занимает более крупные поры, а газ — центральные участки наиболее крупных пор, занятых нефтью, и с водой практически не контактирует. Вместе с тем М. Маскет допустил, что взаи­модействие двух несмачивающихся фаз (нефти и газа) изучено слабо и могут существовать условия, когда и в этом случае крупные поры могут быть заполнены только газом и водой. Другое представление о механизме совместной фильтрации предполагает течение несмешивающихся жидкостей.по поровым каналам в форме четок несмачивающей жидкости (нефти) в смачиваемой (воде). Это представление предполагает образова­ние в порах нефтяной эмульсии, создающей высокие фильтра­ционные сопротивления в зоне смеси, обусловливающие сниже­ние фазовых проницаемостей. Прочность эмульсии, время ее существования зависят от свойств межфазных пленок, а дисперсность определяется струк­турными свойствами пористой среды и скоростью фильтрации. Как видно, такое представление может объяснить многие явле­ния, наблюдающиеся при многофазной фильтрации. Однако процесс образования эмульсий очень трудно поддается форма­лизации и гидродинамическое моделирование этого процесса с помощью капиллярных и сеточных моделей пока не получило практического применения.