Образование гидратов при моделировании условий вытеснения нефти из осинского горизонта Талаканского месторождения

Вариантом водогазового воздействия является закачка водо-газовых смесей в пласт. Для оценки степени влияния образования гидратов на двухфазную фильтрацию (этап 4) в керн закачивались совместно газ и вода, что привело к быстрому (за 33 мин) увеличению перепада давления и полному прекращению фильтрации из-за образования гидратов в пористой среде. При нагреве кернодержателя (этап 5) до температуры в термостате 20 °С (температура в кернодержателе не измерялась) проницаемость резко увеличилась до первоначальной. Это показывает, что образование и последующее разложение гидратов практически не изменили структуру порового пространства. Следовательно, условиях Талаканского месторождения применение водогазового воздействия реально только при использовании методов, исключающих возможность образования гидратов. Для отработки технологии предупреждения осложнений при водогазовом воздействии был проведен повторный цикл исследований на модернизированной установке, обеспечивающей возможность контроля температуры внутри кернодержателя, подогрева подводящих трубок, смены режима подачи с пресной воды на солевой раствор. Параметры эксперимента и режимы его проведения представлены на рис.2. На начальном этапе керн заполнялся водой минерализацией 150 г/л и определялась проницаемость для воды (температура f=18 °C, р=8,8 МПа). Рост проницаемости во времени обусловлен стабилизацией солевого состава при промывке образца. Конечная проницаемость для воды равна 0,029 мкм2, что составляет 60 % абсолютной.

Минерализация пластовых вод Талаканского месторождения составляет 340 г/л. При закачке пресной воды концентрация соли на фронте вытеснения определяется механизмом взаимодействия остаточной и нагнетаемой вод: при диффузионном взаимодействии неподвижной остаточной и подвижной нагнетаемой вод концентрация соли на фронте постепенно снижается с максимальной до нуля. При замещении остаточной воды нагнетаемой изменение концентрации должно быть резким, причем на фронте вытеснения должна формироваться оторочка высококонцентрированного рассола.

Для оценки степени изменения концентрации соли в керне при вытеснении минерализованной воды пресной определено изменение перепада давления Ар от объема закачанной в керн пресной воды. Изменение проницаемости по мере продвижения фронта вытеснения хорошо описывается моделью поршневого вытеснения минерализованной воды пресной

Следовательно, механизм взаимодействия нагнетаемой и остаточной вод можно представить как процесс замещения.

При образовании гидратов в помещенном в замкнутый объем керне происходят поглощение большого количества газа и снижение давления, что позволяет уточнить условия образования гидратов из минерализованной воды и установить объем гидратной фазы. С этой целью в кернодержателе без фильтрации температура снижалась до 7 °С и давление повысилось до 10 МПа. Затем для установления возможности образования гидратов в керн подавался газ, выход перекрывался и поддерживалось давление, равное 10,5 МПа. Однако оценки выполнить не удалось из-за большого соотношения объема свободного газа (более 10 л) и незначительного объема газа, который могла поглотить остаточная вода при образовании гидратов (объем воды не более 1 мл, объем поглощенного газа не более 100 мл).

При двухфазной фильтрации газа и рассола при условиях образования гидратов не обеспечивался режим стабильной фильтрации газа и воды через керн. Передавления со временем менялся на противоположный знак периодически отмечался обратный приток газа в кернодер-жатель из сепаратора с неконтролируемым образованием гидратов в керне. При фильтрации в безгидратном режиме (снижение давления) резко увеличивалась подвижность флюида, при последующем повышении давления и переходе в гидратный режим подвижность вновь снижалась. Наблюдаемое снижение подвижности флюида в образце керна обусловлено образованием гидратов: скорость роста количества гидратов повышается с увеличением расхода флюидов (жидкости и газа) и степени переохлаждения системы относительно температуры образования гидратов.

Увеличение температуры в кернодержателе и перевод условий фильтрации в безгидратный режим привели к начальной непродолжительной стабилизации проницаемости (0,003 мкм2) и ее росту до 0,038 мкм2. Это обусловлено выделением газа при разложении гидрата и уменьшением фазовой проницаемости для воды. После разложения всего гидрата, вытеснения и растворения остаточного газа подвижность флюида резко возросла до первоначальных (до опыта) значений.

Результаты исследований показывают, что в поровом пространстве при прямом контакте газа и воды в пластовых условиях Талаканского месторождения происходит образование гидратов, способное блокировать фильтрацию. При высоких скоростях фильтрации, наблюдаемых в ПЗП нагнетательных скважин, в начальный период образование гидратов на фронте вытеснения воды газом незначительно влияет на проницаемость коллектора, однако при малых скоростях перемещения фронта, характерных для удаленных от нагнетательной скважины областей, это влияние может быть существенным. Образование гидратов на фронте вытеснения газа водой может быть полезным для блокирования поступления воды в газовую часть пласта.

Другие материалы

Союз океана и атмосферы правит климатом
Пожары, наводнения, засухи, ураганы и смерчи — все дружно свалилось на нашу Землю в 1997 году. Пожары превратили в пепел тропические леса Индонезии, потом забушевали на просторах Австралии. Они дошли до предместья Мельбурна. Пепел долете ...

Секрет вращения земли и причины возникновения циклонов, тайфунов, торнадо
Почему Земля вращается? Почему ветры в циклонах в северном полушарии дуют против часовой стрелки, а в циклонах в южном полушарии дуют по часовой стрелке? Почему в экваториальной зоне Земли никогда не бывает тайфунов, смерчей и циклонов? На ...