Капиллярная пропитка пласта
Капиллярная пропитка пласта – это процесс, который заключается в самопроизвольном вытеснении газа или жидкости из пористой среды другой несмешивающейся жидкостью в результате воздействия капиллярных сил.
Вытеснение происходит за счет изменения уровня жидкости в трубах (капиллярах). Пример капиллярного явления изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Капиллярные явления. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Капиллярные явления обусловлены действием поверхностного натяжения на границе несмешивающихся сред. Вдоль поверхности слоя жидкости, которая имеет форму окружности, на стенки трубки воздействует сила поверхностного натяжения, направленная вниз. Такая же сила действует на жидкости со стороны стенок, но направленная вверх, что и заставляет жидкость подниматься вверх. Основными факторами, которые определяют капиллярную пропитку на нефтегазовых месторождениях, являются:
- Химико-физические свойства жидкостей в пласте.
- Петрофизические свойства горных пород.
- Литологический состав горных пород в пласте.
Главную и основную роль капиллярная пропитка играет в мероприятиях, которые направлены на вытеснение полезного ископаемого (нефть или природный газ) из выработок и коллекторов трещиновато-пористых или с неоднородной пористостью. Иногда капиллярная пропитка воздействует на нефте – газоотдачу негативно. Например, некоторые буровые растворы в призабойной зоне скважины не могут спровоцировать капиллярную пропитку пласта, что существенно снижает фазовую проницаемость.
Фазовая проницаемость – способность горной породы фильтровать через себя флюиды, в случае наличия перепада давлений.
Капиллярная пропитка также определяет показатель газоотдачи пласта, при вытеснении его водой. Происходит это потому, что скорость пропитки намного превышает скорость движения газоводяного контакта. Процесс капиллярной пропитки используется в лабораторных исследованиях, с целью определения смачиваемости горных пород. На месторождениях интенсивность капиллярной пропитки пласта регулируют при помощи ввода химически реагентов в буровой раствор. Классифицируют капиллярную пропитку по направлению движения на прямоточную и прямоточно-противоточную. При прямоточной пропитке направление фильтрации, вытесняющей и вытесняемой жидкостей, имеют одинаковое направление. Во втором случае можно наблюдать основное направление фильтрации, а также направление, которое противоположно основному.
Прогнозирование продвижения капиллярной пропитки в пласте
Прогнозирование самопроизвольного продвижения капиллярной пропитки в пласте, как и большинство явлений, происходящих в процессе добычи нефти и природного газа, основывается на совокупности результатов огромного числа промысловых исследований. Объектами промысловых исследований при изучении капиллярной пропитки пласта являются:
- Плотность полезного ископаемого (нефть, газ).
- Пластовая энергия (энергия).
- Литологический состав пласта, вмещающего полезное ископаемое.
- Плотность пластовой жидкости (смеси, которая вытесняет полезное ископаемое).
- Физико-химический состав полезного ископаемого.
- Физико-химический состав пластовой жидкости.
- Пористость горных пород.
- Проницаемость горных пород.
- Насыщенность пласта нефтью и газом.
- Распределение нефтегазонасыщенности по всей площади пласта.
- Радиоактивность.
- Электропроводность.
- Структура норового пространства.
На основе промысловых исследований самопроизвольного продвижения капиллярной пропитки в пласте и процессов, которые связаны с этим явлением можно прийти к выводу, что движение жидкостей в пористой среде под действием энергии пласта весьма сложен. Доказано, что продвижение капиллярной пропитки также зависит от ряда внешних факторов, таких как температура, скорость фильтрации и величиной внешнего давления, что делает процесс заводнения нефтеносных пластов вполне регулируемым. При помощи ряда расчетов и исследований, возможно определить параметры того или иного фактора, при изменении которого продвижение капиллярной пропитки в пласте будет способствовать увеличению нефтеотдачи или газоотдачи, а также соответствие проектным технико-экономическим показателям.
Например, при достаточной пористости горных пород вмещающего пласта, продвижение фронта капиллярной пропитки будет способствовать увеличению объемов добычи полезного ископаемого, а также степени его извлечения из недр. Плотность полезного ископаемого и вытесняющей жидкости, также оказывает воздействие на продвижение пропитки. Например, при малой разнице плотностей продвижение будет происходить с небольшой скоростью, в этом случае прогноз неутешительный – продолжительность процесса добычи резко возрастает, а вместе с ним и затраты.
Прогнозирование продвижения фронта капиллярной пропитки является важным мероприятием в процессе разработки месторождения, поэтому качественное его проведение всегда становится причиной увеличения показателей месторождения.
