2.3 Подготовка модели пласта к фильтрационным исследованиям
Методически каждый эксперимент начинается с подготовки насыпной модели пласта.
В соответствие с требуемой проницаемостью модели выбирается песок соответствующего времени помола.
Модель набивается песком, взвешивается и вакуумируется. Затем под действием вакуума модель пласта насыщается водой заданной минерализации, при известной плотности воды, находится поровый объем модели (Vnop) и вычисляется величина открытой пористости (m), которая для молотого песка должна находиться в пределах 28,5-30,5% . Тем самым определяется качество набивки модели.На следующем этапе измеряется начальная проницаемость модели по воде при комнатной температуре.
В том случае, когда пористая среда должна содержать остаточную нефть, через нее производится фильтрация дегазированной нефти при перепаде давления не менее 2,0 МПа, необходимом для удаления из пористой среды всей воды, за исключением капиллярно связанной. Количество вышедшей из модели воды замеряется и определяется начальная водонасыщенность модели (Sw R).
Следует отметить, что перед выполнением серии экспериментов при одинаковой температуре эксперимента необходимо убедиться в соответствии пластовой температуры заданной. Для этой цели водонасыщеная модель пласта нагревается при постоянной скорости фильтрации. В процессе нагрева вязкость фильтрующейся воды падает и, соответственно, уменьшается перепад давления, так как проницаемость модели остается постоянной. Стабилизация перепада давления означает выход на температурный режим.
При проведении серии экспериментов с использованием насыпных моделей с остаточной нефтенасыщенностью, нагрев модели до температуры пласта 60°С осуществляется только после создания начальной водонасыщенности и определения проницаемости по нефти при комнатной температуре. При этом вязкость дегазированной нефти определяется непосредственно перед закачкой ее в модель пласта.
Процесс вытеснения нефти водой осуществляется при пластовой
температуре.
Скорость фильтрации при этом выбирается с учетом того, какаяобласть призабойной зоны моделируется. В данной серии экспериментов
скорость фильтрации была равна 80 и 200 см /час.
Следует отметить, что насыпная модель пласта моделирует элемент o?I
коллектора тех же размеров. В призабойной зоне через такой элемент проходит несколько поровых объемов закачиваемого в нагнетательную скважину реагента. И здесь очень важно выяснить, не приведет ли закачка нескольких Vnop реагента к полной закупорке поровых каналов и, как следствие потере приёмистости нагнетательной скважины. Фактор сопротивления, определяемый как отношение подвижности фильтрующейся жидкости (воды или нефти) до воздействия к подвижности реагента, должен быть конечной величиной, то есть при постоянном расходе реагента через пористую среду модели пласта перепад давления должен достичь стабильного значения.
Поэтому процесс закачки в модель пласта многокомпонентных систем, представляющих собой различные неньютоновские жидкости, как правило, должен производиться в объеме нескольких Vnop. При этом значения фактора сопротивления в условиях линейной фильтрации через модель пласта могут отличаться в большую сторону от того же параметра, полученного в условиях радиальной фильтрации.
После закачки реагента в заданном количестве Vnop, в зависимости от характера и механизма тампонирования пористой среды модель пласта выдерживается определённое время при температуре опыта. Для эмульсионных систем это время составляет один час.
Фильтрация воды (нефти) после выдержки модели пласта производится на двух-трех режимах фильтрации, начиная с меньшей по величине скорости фильтрации. На каждом режиме фильтруется не менее одного Vnop воды (нефти) до достижения стабильного значения перепада давления (ДР| После чего определяется величина фактора остаточного сопротивления (ROCT) для каждого режима.
При отсутствии возможности непосредственного замера динамики перепада давления по длине модели пласта, очень эффективным методом проверки глубины тампонирования пористой среды модели является последовательное снятие слоев песка с входа модели с заменой их высокопроницаемой немолотой фракцией песка (15 мкм2).
Пересчет полученных значений АР с учётом меньшей длины модели дает значения проницаемости и, соответственно, фактора остаточного сопротивления в заьисимости от величины удаленного слоя.
Экспериментальные исследования тампонирующих свойств обратных эмульсий проводились на насыпных моделях пласта.
После насыщения модели водой определили её начальную проницаемость по воде. При постоянном расходе воды через модель определяли установившийся перепад давления.Проницаемость по воде вычисляли по следующей формуле:
К= M'Q'L (2.1)
3600-AP-F v '
где К - проницаемость по воде, мкм ; ц - вязкость воды, мПа-с; L - длина
модели, см; АР - перепад давления, х105 Па; F - площадь поперечного
сечения модели, см , Q - расход воды, см /час.
Перед насыщением модели водой ее взвешивали с точностью ±0,5 г.
После насыщения модели водой ее так же взвешивали. Зная плотность
воды, которой была насыщена пористая среда, определяют поровый объем
по следующей формуле:
пор р
где Vnop - поровый объем, см3; М/ и М2 - соответственно вес /сг до насыщения и после насыщения, г; р - плотность воды, г/см .
Для определения пористости используют следующее выражение: V
LxF У2-5)
где т - пористость, %; L - длина модели, см; F - площадь внутреннего сечения модели, см2.