ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследования многофазной фильтрации на микромоделях пористых сред из "О роли дисперсности системы нефть-вода-порода в процессах вытеснения нефти из пористых сред" Исследования особенностей многофазной фильтрации на микромоделях пористых сред [44] проводились на плоской прозрачной модели гидрофильной пористой среды с неизменяемой смачиваемостью и одинаковой глубиной каналов. Модель была изготовлена из стекла фотохимическим способом, шаблон рисунка пористой среды был скопирован с микрофотографий срезов керна. [c.20] Микромодель полностью заполнялась трансформаторным маслом, моделирующим нефть (вязкость 96,5 мПа-с),и имела форму прямоугольника (54x36 мм) с примыкающими к боковым граням равнобедренными треугольниками (основание 36 и высота 15,5 мм). Закачка воды проводилась через вершину одного треугольника, истечение фаз — из вершины другого (расстояние между точками закачки и отбора 85 мм). Вытеснение проводилось при постоянном перепаде давления 0,003 МПа. [c.21] Ход эксперимента записывался на видеокассету. Наблюдаемая область охватывала центральную часть микромодели практически по всей ширине и составляла около 65% общей площади микромодели. Изображение различных стадий эксперимента вводилось в память ПЭВМ. Методами оригинальной цифровой обработки на изображениях выделялись норовое пространство, водонасыщенные и маслонасыщенные участки. [c.21] На рис. 5 показан фрагмент анализируемого изображения (15% наблюдаемой площади) в разные моменты времени. Направление вытеснения — из правого верхнего угла фрагмента в левый нижний. Видно, что в достаточно большом числе пор рассматриваемой части микромодели произошло замещение воды нефтью, т.е. после прохождения закачиваемой воды в эти поры попала нефть, что означает наличие в них разрыва вытесняемой фазы — макродиспергирования. Отметим, что выделенные поры представляют собой несвязную хаотичную структуру, что подтверждает движение вытесняемой фазы как случайной системы дисперсных элементов. [c.21] На рис. 6 показаны зависимости расхода через модель д и водонасыщенности рассматриваемого фрагмента 5 от времени 1 Отсюда следует, что перемещение дисперсных элементов происходит как в микромасштабе (увеличение 8), так и в масштабе всей микромодели (уменьшение 5), т.е. после прохождения воды через этот фрагмент вытесняемая фаза поступает в нее из других частей микромодели. [c.21] Отбор нефти (увеличение 5 ) из промытых водой зон связан с самопроизвольным увеличением расхода через микромодель. Приобретение подвижности ранее неподвижных (или малоподвижных) ганглий вытесняемой фазы с увеличением скорости закачиваемой в пористую среду вытесняющей жидкости полностью соответствует положениям модели 018Р0. [c.21] В [14] показано, что если ганглия вытесняемой фазы вытекает из поры в канал, в 2 и более раз превосходящий пору по ширине, то эта ганглия разрывается. Выделенные на рисунке участки как раз соседствуют с каналами значительно меньших размеров. [c.23] Автор предложил ввести коэффициент гидродинамической дисперсности пористой среды увязав его со средним радиусом пор Л [49]. Величина определяемая как отношение доли пор радиусов больше к доле пор радиусов меньше характеризует интенсивность макродиспергирования нефти. [c.23] Учитывая большую неравномерность пор по размерам в реальных пластах, можно заключить, что самопроизвольное диспергирование вытесняемой фазы весьма достоверно. [c.23] Наблюдаемые при вытеснении с постоянным перепадом изменения дебита (см. рис. 6) могут быть объяснены перестройкой системы дисперсных элементов и полностью соответствуют рассмотренным в [16] вариантам автоколебательных процессов в не4ггяных системах. [c.24] Был проведен численный анализ описанного выше лабораторного эксперимента имевшиеся фотографии процесса вытеснения смоделированы на ПЭВМ как сеточная модель пористой среды с распределенными в капиллярах сетки маслом (моделировавшим нефть) и водой и рассчитаны фильтрационные сопротивления [44]. Расчеты проюдились на основании уравнения Пуазейля, определяюш,его расход жидкости через капиллярную трубку, и аналогии закона Дарси с законами Ома для течения электрического тока в проводниках. [c.24] что расчетный расход (см. рис. 6) аналогичен фактическому. Это означает, что изменение расхода жидкости через модель определяется во многом структурой распределения диспергированной нефти в поровом пространстве. Изменения расходов слабо коррелируются с насыш,енностью (о чем свидетельствуют моменты, когда рост насыщенности ведет к снижению расхода), а больше — с изменением числа заполненных водой капилляров, которые как увеличиваются, так и уменьшаются во времени. Так же хорошо расход коррелируется с долей капилляров с диспергированной нефтью, т.е. с нефтью в виде ганглий, отделенных от основной части нефти водонасыщенными каналами. [c.24] Некоторые отличия расчетного и фактического расходов также связаны с тем, что снимки распределения нефти и воды охватывают только 65% всей модели, и остальные 35% модели могли при сохранении тенденций повлиять на конкретные значения расхода. [c.24] Огметим, что доля капилляров с диспергированной нефтью резко возрастает вначале, а затем, по мере уменьшения нефтенасыщенности, падает. В первые моменты диспергированные ганглии нефти могут занимать 4—5 пор, в последующем остаются ганглии размером не более 2—3 пор. Это достаточно большие линейные размеры, учитывая, что модель содержала несколько сотен пор. [c.24] Вернуться к основной статье