Коэффициент вытеснения нефти паром и горячей водой

В реальных пластовых условиях при паротепловом воздействии вытеснение нефти осу­ществляется как паром, так и водой перемен­ной температуры.

Для определения значений коэффициентов вытеснения эксперименты проводились при температурах 150, 200 и 275° С и давлении 7,5 МПа в изотермических условиях, а эффектив­ность процесса оценивалась методом матери­ального баланса к моменту прокачки через по­ристую среду двух паровых объемов вытесня­ющей жидкости и по данным экстрагирования образцов пористой среды.

Лабораторные эксперименты позволили ус­тановить высокую эффективность вытеснения нефти как паром, так и водой (рис. 49). При температуре 150° С коэффициент вытеснения водой несколько выше, чем при воздействии паром (0,714 против 0,689). При температурах 200 и 275° С воздействие паром выше (0,778 и 0,765; 0,815 и 0,799 соответственно). Повышение значения коэффициентов вы­теснения нефти паром по сравнению с горячей водой можно объяснить возможностью испаре­ния легкокипящих фракций нефти и действую­щих как растворители.

При вытеснении нефти горячей водой без­водный период добычи нефти был более про­должителен, а коэффициенты вытеснения в этот период составляли 60—65%. После прорыва об­водненность нефти резко возрастала и при про­качке одного парового объема достигала 97—98%.

При вытеснении нефти паром безводный период практически отсутствовал. Обводнен­ность продукции в начальный период составля­ла 25—30%, а затем неуклонно увеличивалась. Связанная вода, находящаяся в поровой среде, при нагревании модели пласта переходила в пар с образованием двухфазной системы пар — нефть.

Был исследован также вариант вытеснения нефти паром после вытеснения ее горячей во­дой, что реально соответствует практическим условиям. Как показали опыты, объем допол­нительно добытой нефти после такого воздей­ствия составлял 4,8—10,8%, а коэффициент вы­теснения — значительно выше.

При непрерывном вытеснении нефти паром выделяют следующие основные механизмы. В зоне пара основными механизмами являются вытеснение паром и гравитационное разделение. В зоне горячего конденсата (горячая вода) имеет место снижение вязкости, изменение проницаемости под действием тепла, тепловое расширение и внутрипластовое вытеснение ра­створителем.

Вследствие нагрева породы пласта и насы­щающих его флюидов, а также потерь тепла в окружающие породы происходит охлаждение теплоносителя. В результате этого тепловой фронт отстает от гидродинамического. В связи с этим по мере нагнетания теплоносителя и раз­вития зоны с повышенной температурой про­исходит интенсивная промывка пласта вне этой зоны охлажденным конденсатом (водой).

Разность температур и давлений по зонам прогрева пласта способствует переносу тепло­вой энергии и перемещению в пространстве более горячих молярных зон в зоны с более низкими температурами, т. е. переносу самой жидкостной и газообразной среды. В результа­те осуществляется вынужденный и естествен­ный конвективный теплообмен.

Существенное влияние на скорость тепло-массопереноса оказывают нефтенасыщенная толщина, количество продуктивных и непродук­тивных иропластков, соотношение проницаемых продуктивных пропластков и их взаимное рас­положение в разрезе объекта, насыщенность ропластков флюидами, теплофизические ха­рактеристики пласта и окружающих его пород.