Состояние газов и жидкостей в пластовых условиях

Пластовая жидкость способна перещаться к забоям скважин под воздействием:

  • давления краевых (контурных) вод;
  • давления газовой шапки;
  • энергии компремированного газа нефтегазовой смеси;
  • упругих сил воды, нефти и породы, в которой они находятся;
  • сил тяжести (гравитации) жидкой фазы.

Забой добывающей скважины это место, куда ввиду более низкого значения давления устремляется краевая вода и нефть, наполняя освобождающиеся пластовые поры.

Газовая фаза газовой шапки оказывает давление на поверхность нефтегазового контакта и выталкивает нефть к забою скважины, вследствие чего газовая шапка растёт в объеме.

Редуцирование пластового давления приводит к выделению из нефти газа, растворенного в ней, который увеличивает свой объём, что приводит к перемещению нефти в направлении забоя скважины.

По мере того, как нефть и газ извлекаются из пласта за счет упругих сил газа, воды, нефти, а также породы их вмещающей, происходит уменьшение давления в пласте. Следствием этого является сокращение объема пространства пор, что служит дополнительной движущей силой для нефти по направлению к забою скважины.

Под воздействием гравитационных сил (силы тяжести) нефть двигается из частей пласта с большей высотной отметкой к забою скважин, которые расположены ниже.

Силами сопротивляющимися движению нефти по пласту будут силы адгезии (прилипания) нефти к породе, гидравлические сопротивления, силы трения и капиллярные (молекулярноповерхностные) силы, которые удерживают нефть.

Доминирующее сопротивление перемещению нефти создают силы трения в объёме жидкости и о поверхности поровых каналов. Силы трения определяются вязкостью жидкой фазы и проницаемостью породы при конкретных значениях давления и температуры пласта.

При двух- и трехфазном перемещении, т.е. при одновременном движении нефти и газа или нефти, воды и газа, газовая фаза закупоривает (запирает) поры, что не позволяет двигаться нефти.

Явление прилипания (адгезии) нефти к породе проявлется себя в том, что нефть контактируя с поверхностью породы задерживается на ее поверхности при безнапорном её движении под действием гравитационных сил в виде пленки.

Молекулярно-поверхностные (капиллярные) силы проявляют себя на границе воды и нефти. Для приведения в движение нефти на поверхности контакта с водой, следует обеспечить перепад давления в пласте, который превысит молекулярно-поверхностные силы, равные силе тяжести, которая их уравновешивает.

В условиях пласта жидкость и газ, котоыре насыщают поровые полости коллекторов, как и сами коллекторы, пребывают под давлением, называемым пластовым.

Пластовое давление переменно в разных точках залежей, следовательно его необходимо определять как средневзвешенную величину (при одной и той же глубине) по всем скважинам текущего пласта и далее называть приведенным. Пластовое давление подлежит расчёту по картам изобар.

Начальное давление в пласте стандартно равно гидростатическому давлению водного столба в скважине до отметки залегания рассматриваемого пласта. Если давление в пласте имеет значительные отличия от гидростатического, то это называют аномально высоким или аномально низким пластовым давлением.

Температура нефти или газовой фазы в условиях пласта называют пластовой температурой. Её величина возрастает с понижением отметки скважины. Рост температуры пласта на 1 °C в метрах от устья скважины (по вертикальной оси) называют геотермической ступенью. Перепад температуры на каждые 100 м снижения отметки вглубь недр называют геотермическим градиентом. Среднее значение геотермического градиента составляет 3 °C.

Забойным давлением называется давление, которое поддерживается на забое скважины в ходе её эксплуатации. Для притока содержимого из пласта в скважину требуется, чтобы величина забойного давления была меньше, чем давления в пласте.

Давление на устье скважины в насосно-компрессорных трубах (НКТ) имеет название устьевого или буферного.

Давление в затрубном пространстве между насосно-компрессорными трубами и эксплуатационной колонной имеет название затрубного.

Статический уровень - это расстояние от устья до отметки жидкости в остановленной скважине.

Динамическим уровнем называется уровень жидкой фазы в затрубном пространстве при разработке скважины.

Геолого-энергетическая характеристика залежи регламентирует режим ее дренирования. В зависимости от динамики отбора жидкой и газовой фазы можно добится эффекта вытеснения водой или газом нефти или за счет расходования энергии нефтерастворённого газа. Из-за этого режим дренирования залежи классифицируют как режим вытеснения нефти водой или газом; режим истощения внутренней газовой энергии залежи.



ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА