Поверхностно молекулярные свойства пластовых систем

Механизм проявления молекулярно-поверхностных свойств при вытеснении нефти водой и при процессах промывки пласта

 Независимо от основного источника энергии любая залежь нефти при вводе запасов в разработку характеризуется проявлениями упругого режима. Включающийся далее в работу напор краевых вод (или система ППД) создают условия для развития упруго-водонапорного режима, затем  (при активных краевых водах или за счет системы заводнения) длительное время месторождения эксплуатируются на водонапорных режимах. Нефть и вытесняющий ее агент при этом движутся в пористой среде одновременно. Но при вытеснении нефти водой полного замещения ее в пустотном объеме коллекторов никогда не происходит.

Вследствие микронеоднородностей пористой среды, влияния поверхностных сил на границах фаз происходит диспергирование одной жидкости в другой. При этом непрерывно изменяются насыщенности и фазовые проницаемости для нефти и вытесняющего агента. Возрастает содержание воды в потоке и в каждом зафиксированном сечении пласта. От начального положения границы раздела нефть-вода (ВНК или начальный фронт вытеснения при разрезании залежей нефти нагнетательными рядами) до контуров отбора (добывающих рядов скважин) насыщенность непрерывно изменяется. Принципиальная схема данного процесса представлена на рис.

            Как следует из схемы, за счет влияния капиллярных сил на фронте вытеснения наблюдается более ярко выраженное изменение насыщенностей. Фронта четкого, существует переходная зона, ши­рина которой зависит от многих факторов (геологических, физических и технологических). За счет послойной неоднородности пластов следует по­строить такого рода схемы для каждого выдержанного прослоя коллекто­ра, и тогда общая кривая водонасыщенности для пласта будет характери­зовать средневзвешенную насыщенность по эксплуатирующемуся объекту. 

Очевидно, что остаточную нефтенасыщенность сложно получать при условии полной промывки пласта. Принято считать, что в среднем для гранулярных коллекторов (песчаников, алевролитов) это обеспечивается прохождением через дренируемый объем 3-х и 4-х поровых объемов воды.

              Из схемы следует, что сечение пласта, характеризующее указанное усло­вие, будет постепенно передвигаться от начального положения границы раздела вода-нефть до линии последнего ряда добывающих скважин. Сле­довательно, в многорядных системах скважин условие достижения про­мывки приведет к необходимости поэтапного выключения из работы внешних рядов (что может сопровождаться переносом линий нагнетания на место отключенных рядов).

 

                             За фронтом вытеснения (в переходной зоне и за ней) проявляются эффекты Жамена, которые препятствуют процессу вытеснения нефти. При гидрофильном характере коллектора на границах нефть-вода возникает за счет менисков давление, способствующее процес­сам капиллярной пропитки, что приводит к улучшению процессов вытес­нения нефти. Механизм этого процесса обусловлен разной величиной дав­лений, развиваемых в каналах небольшого сечения и в крупных порах. 

Для одной и той же пористой среды при вытеснении нефти водами различного состава получают различную нефте­отдачу, которая будет определяться различным характером фильтрации и интенсивностью капиллярных процессов на фронте вытеснения (и у ВНК).