Экспериментальные исследования влияния электромагнитного излучения на двух компонентную фильтрацию жидкостей

Размещено на http://allbest.ru

Московский физико-технический институт

(государственный университет)

Экспериментальные исследования влияния электромагнитного излучения на двух компонентную фильтрацию жидкостей

А.И. Щетинина

г. Москва

Введение

Актуальность работы. Слабые электромагнитные воздействия способны влиять на фильтрацию жидкостей и не требуют больших энергозатрат.

Поэтому они могут увеличить коэффициент извлечения нефти [2] (далее КИН, зачастую меньше 60%), могут ускорить выработку нефти на трудноизвлекаемых месторождений.

Поэтому является важным найти способ увеличения КИН из обводненных месторождений для продления срока их эксплуатации. На данный момент существует несколько методов увеличения нефтеотдачи пласта с помощью электромагнитного воздействия [3 - 5].

Цель данной работы - исследование влияние низкочастотного электромагнитного поля на коэффициент извлечения нефти и относительные фазовые проницаемости высоковязкого флюида в образце керна при постоянной пластовой температуре.

Изложение основного материала

Для исследования влияния электрического поля на фильтрацию флюида будет использована теория Баклея-Леверетта, базирующаяся на уравнении неразрывности и обобщенном уравнении Дарси.

Уравнение неразрывности для несжимаемых флюидов и недеформируемого скелета:

,

где - пористость, с -плотность флюида, s (0<s<1) - насыщенность среды флюидом. Если поровые давления каждого флюида равны, а процесс - квазистатический, то закон Дарси записывается в виде:

,

м₁, м₂ - вязкость воды и нефти соответственно, - абсолютная проницаемость, , - относительные фазовые проницаемости, ?, - расходы первого и второго флюида соответственно.

Физический смысл функции Баклея - Леверетта - доля первого флюида в суммарном потоке. Где , - относительные фазовые проницаемости, определенные на интервале (,s^*) - нижняя и верхняя остаточная насыщенность, которые соответствуют капиллярному защемлению первого и второго флюида.

Рис. 1. Вид функции Баклея-Леверетта

После некоторых математические преобразования была получена зависимость объема вытесненного флюида от времени t.

По физическому смыслу А₁ - это предельное значение объема вытекшего вытесняемого флюида из образца.

Экспериментальное исследование влияния низкочастотного электромагнитного поля на фильтрацию высоковязкого флюида проводилось на образце керна в пластовых условиях при стационарной и нестационарной фильтрации высоковязкого флюида.

Эксперимент проводился на стенде испытания кернов и пропантной упаковки. Внутри керна создавалось электромагнитное поле.

В ходе эксперимента через керн осуществлялась фильтрация высоковязкого флюида водой с постоянным расходом с воздействием внешнего электромагнитного поля. Далее снимались показания вышедшего объема от времени.

После это эксперимент проводится аналогично, но без внешнего электрического поля. На графике представлен результат одного из экспериментов.

Сперва фильтрация модельного флюида водой осуществлялась при наличии внешнего переменного напряжения, потом фильтрация осуществлялась без внешнего поля.

Также на графике построена кривая вида, А₁, А₂ получены путем аппроксимации экспериментальных данных функцией. Кривые V(t), иллюстрируют теорию Баклея-Леверетта.

В результате экспериментов было получено, что S^*(верхняя остаточная насыщенность) с подводимым электрическим полем всегда увеличивается, не смотря на различие поведения экспериментальных кривых.

А так же под воздействием низкочастотного электромагнитного поля значение A1 увеличивается, т.е. увеличивается предельная водонасыщенность.

Рис. 2. Зависимость объема вытекшего масла от времени

Поведение функций относительных фазовых проницаемостей f1, f2 - воды и высоковязкого флюида соответственно, приведены на графике.

Из графика видно, что относительные фазовые проницаемости по воде с постоянным электрическим полем при некоторых значениях S сильно уменьшилось (более чем на порядок), а относительные фазовые проницаемости нефти изменились не столь значительно.

месторождение нефть флюид электромагнитный

Рис. 3. Кривые относительных фазовых проницаемостей высоковязкого флюида и воды

Выводы

Основные результаты выполненных исследований:

1. Из теории Баклея-Леверетта была получена зависимость объема вытесненного флюида при достаточно больших значениях t вида. Теоретическая кривая достаточно точно аппроксимирует полученные экспериментальные зависимости.

2. В фильтрационных процессах под воздействием низкочастотного переменного электромагнитного поля предельная водонасыщенность в песчанике при постоянной температуре среды повышается на 2%-36%.

3. Показано, что электрическое поле значительно уменьшает относительную фазовую проницаемость воды и мало влияет на относительную фазовую проницаемость углеводородной жидкости.

Список литературы

1. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика, М.: Изд-во Недра, 1993. 416 с.

2. Богомолов А.И., Гайле А.А., Химия нефти и газа: учебное пособие для вузов / Громова В.В. Санкт-Петербург, из-во Химия Санкт-Петербургское отделение, 1995. 448 с.

3. Патент США №4301865.

4. Патент США № 4193451.

5. Мирзаджанзаде А.Х., Хасанов М.М., Бахтизин Р.Н., Моделирование процессов нефтегазодобычи. Москва-Ижевск: ИКИ, 2004. 368 с.

6. Кондауров В.И. Механика и термодинамика насыщенной пористой среды, М.: МФТИ, 2007. 310 с.

Размещено на Allbest.ru