Структура разведанных запасов жидких УВ претерпевает в последние годы заметные качественные изменения. В частности, повышается весомость конденсата и летучих нефтей в общем балансе запасов. Есть основания полагать, что эта тенденция сохранится и добыча такого вида УВ будет нарастать.

Как показали исследования, проведенные ранее [1] на модельном пласте, рециркуляция газа через газонасыщенный слой модели с отбором газа через сток в центральной части газонасыщенного слоя и закачкой извлеченного газа по его контуру приводит к образованию локального утолщения нефтенасыщенного слоя в окрестности стока.

где DР_гд, DР_нд – соответственно, величины депрессий на стоках из газо- и нефтенасыщенных слоев, Па, g_н – плотность нефти, Н/м³, Z_гд, Z_нд – соответственно, расстояние стока в газо- и нефтенасыщенном слоях от первоначального положения газо- и водонефтяного контактов, м, d – толщина нефтяного слоя, м.

Параметр DР_гд/g_н d определяет динамику изменения положения ГНК, ВНК и соответственно утолщения нефтенасыщенного слоя.

При DР_гд/g_нd<1 деформируется только ГНК, а возмущающее действие на ВНК экранизируется гидростатическим давлением нефтенасыщенного слоя; при DР_гд/g_нd>= 1 деформируется и ВНК, причем изменение границ раздела происходит с разными скоростями (ГНК искривляется с большей скоростью) и в целом отмечается утолщение нефтенасыщенного слоя; для DР_гд/g_нd>>1 характерна неблагоприятная динамика деформации границ раздела фаз с возможным прорывом конуса подошвенной воды через нефтенасыщенный слой.

В зависимости от величины DР_гд/g_нd изменяется темп отбора нефти и обводненность продукции извлекаемой через нефтяной сток [2]: в первом случае периодическая добыча нефти на протяжении всего времени выработки нефтенасыщенного слоя не сопровождается выносом воды, во втором – имеется период безводной добычи нефти, а в третьем наблюдается поступление воды вместе с нефтью практически с самого начала процесса выработки нефтенасыщенного слоя.

Вместе с тем установлено, что обводненность продукции зависит от параметра DР_нд/g_нZ_нд слабее, чем от DР_гд/g_нd. Объясняется это тем, что высота подъема конуса подошвенной воды при отборе жидкостей через нефтяной сток h_в ограничена величиной Z_н.д при любых DР_нд/g_нZ_нд. Понятно, что при DР_гд/g_нZ_нд >> 1 и h_в<=Z_нд обводненность продукции должна определяться временем добычи и скоростью релаксации нефтяного конуса. В то же время рециркуляция газа через газонасыщенный слой при DР_гд/g_ндd>= 1 сопровождается подъемом ВНК до Z_гд, т. е. вода поднимается выше исходного ГНК.

В связи с вышеизложенным были поставлены дополнительные опыты для изучения динамики образования локального утолщения нефтенасыщенного слоя и выявления возможностей увеличения безводной нефтеотдачи при варьировании соотношения Z_гд/d и условии DР_гд/g_нd<1

В экспериментах использовалась плоская насыпная модель пласта с размерами 1700x350x40 мм (рис. 1), набитая стеклянным бисером с пористостью набивки m=0,415 и проницаемостью К_пр=680 мкм². Для моделирования нефтенасыщенного слоя использовался керосин с вязкостью m_н=1,33 мПа·с и плотностью порядка 7810 Н/м³. В верхней части модели моделировался газонасыщенный слой с давлением р=р_ат. Эти условия в рамках приведенных выше критериев подобия соответствует натурному прототипу с параметрами DР_гд = 2·10⁶ Па, DР_нд=10⁶ Па, g_н = 7810 Н/м³, m = 0,415, m_н=1,33 мПА·с, Z_нд = 50 м, Z_гд=100 м, К_пр = 0,2 мкм² р_пл = 20 МПа.

Результаты опытов представлены на рис. 2, рис.3, рис.4. Скорость образования нефтяного конуса (рис. 2) от цикла к циклу увеличивается, что является следствием смачивания нефтью ранее газонасыщенной пористой среды, а высота подъема конуса, напротив, уменьшается, поскольку уменьшается средняя толщина нефтенасыщенного слоя. Уменьшение высоты подъема конуса предопределяет снижение количества нефти, отбираемой из локального утолщения на последующих циклах (рис. 3, Z_гд/d=1,3; 1,7; 2,3). Указанный характер зависимости Q_H/Q_HO от V_г/V_г.о, где V_г.о – начальные запасы газа, V_г – объем газа, прокачанный через газонасыщенный слой, Q_H – количество отобранной из нефтенасыщенного слоя нефти (по циклам), Q_H.O – начальные запасы нефти, имеет место лишь при Z_гд/d=l,3, когда нефтяной конус не достигает газового стока. С уменьшением Z_гд/d ниже чем 1,3 количество отобранной в первых циклах нефти уменьшается, а сама зависимость Q_н/Q_н.о = f(V_г/V_г.о) становится более пологой (рис. 3, Z_гд/d=1,1), поскольку высота подъема конуса h_н ограничена величиной Z_гд. Таким образом, нефтеотдача за первый цикл изменяется следующим образом: по мере роста Z_гд/d вначале увеличивается и количество добытой нефти, поскольку при малых Z_гд/d снижается ограничение на высоту подъема нефтяного конуса. Однако эта зависимость немонотонна и при (Z_гд/d) = (Z_гд/d)_опт достигается максимальная безводная нефтеотдача. Дальнейшее увеличение Z_гд/d ослабляет возмущающее действие на ГНК газового стока. Соответственно этому высота подъема нефтяного конуса сокращается и количество отбираемой за цикл нефти падает. Характер зависимости Q_н/Q_н.о = f(Z_гд/d) сохраняется для второго, третьего и т. д циклов.

Результаты исследований показали, что существует принципиальная возможность улучшения нефтеотдачи тонких оторочек газоконденсатных залежей, разрабатываемых методом рециркуляции газа, за счет использования нестационарных процессов деформации ГНК и ВНК. Регулирование периодической добычи нефти может осуществляться путем специального вскрытия газонасыщенной и нефтенасыщенной зон, т. е. подбора Z_гд и Z_нд, поддержания депрессий DР_гд на уровне, обеспечивающем существенное утолщение нефтяного слоя, а также величины DP_нд, достаточной для получения промышленного притока нефти без быстрого обводнения. Понятно, что для каждого конкретного объекта потребуется выполнить специальное обоснование регулирования нефтеотдачи. В первом приближении, ориентируясь на указанные параметры натурного прототипа физической модели, можно использовать для этой цели представленные здесь эмпирические зависимости.

1. Умариев Т.М., Леонов В.П. Физическое моделирование деформации подгазового слоя методом рециркуляции / В кн.: Прогнозирование нефтеотдачи разведанных месторождений. М.– ВНИГНИ.– 1986.– С. 110–117.
2. Умариев Т.М. Применение метода физического моделирования к исследованию процессов фильтрации жидкостей в пористых средах / В кн.: Автоматизация подсчета коэффициента извлечения нефти, М.– ВНИГНИ.– 1986.–С. 51–59.

1 – вывод для нагнетания газа; 2 – газовый счетчик; стоки в слоях; 3 – газо-; 4 – нефтенасыщенном; 5 – трехходовый кран; 6 – вакуумметр, 7 – сепаратор, 8 – выход к вакуумному насосу.

Рис. 2. Зависимость h_н/d = f(V_г/V_г.о).

Рис. 3. Зависимость Q_н/Q_н.о=f(V_г/V_г.о) для различных значений Z_гд/d

Циклы 1– Z_гд/d=2,3, 2 – Z_гд/d=1.7, 3 – Z_гд/d=1.4, 4 – Z_гд/d=l,3