Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование двуокиси углерода в честве нефтевытеснявдего агента является эффективным методом вышения нефтеотдачи пластов, Основной спецификой при извлече-и нефти двуокисью утлэрода является их взаимная растворимость, условливающая интенсивный массоперенос углеводородных ком-ненгов нефти и двуокиси углерода между фильтрующимися фазами, о оказывает значительное влияние на эффективность процесса. ледотвие этого для квалифицированного решения вопросов, кото-:е возникают при разработке нефтяных месторождений с помощью уокиси углерода, необходимо глубокое представление о сущно-и процесса массопереноса.
Поскольку массоперенос связан с такими понятиями, как фа-вые равновесия в системах, содержащих нефти и двуокись угле-да, и шюгоконтактный процесс« лежащий в основе представле-й о процессе вытеснения нефти взатагарастворишми агентами, :э видно, что детальное изучение особенностей как фазовых рав-весий, так и шюгоконтактного процесса, представляет актуально задачу.
Цель работы заключается в совершенствовании представлений роли фазовых равновесий при изучении механизма процесса вменения нефти двуокисью углерода в условиях многоконтактного юцесса.
Основные задачи исследования.
-
Систематизация и анализ данных по фазовым равновесиям іуокиси углерода с углеводородами применительно к вопросам ізрабогки нефтяных месторождений с использованием двуокиси уг-ірода.
-
Экспериментальное исследование фазовых равновесий в си-'еме, используемой в настоящей работе в опытах по вытеснению.
3.
3. Экспериментальное исследование особенностей вытеснения моделей нефти двуокисью углерода из пористой среды в условиях многоконтактного процесса.
Методы решения поставленных задач. Поставленные задачи решаются на основе обобщения литературного материала по фазовым равновесиям в системах, содержащих двуокись углерода, углеводороды различных химических классов и нефти, использования положений теории многоконтактного.процесса, проведения экспериментальных исследований фазовых равновесий по методике, включающей применение жидкометаллическсто сплава на основе галлия в качестве поршня в сосуде равновесия, проведения опытов по вытеснению методом "тонкой трубки", хроматографического определения состава сосуществующих фаз в опытах по фазовым равновесиям и выходящей продукции в опытах по вытеснению на модели пласта.
Для осуществления экспериментальных исследований была разработана методика проведения опытов и сконструированы две лабораторные установки. Методика включает в себя сопоставление данных по фазовым равновесішм с результатами опытов по вытеснению. Дія ее реализации были проведены исследования фазового и объемного доведения бинарных и тройной системы, содержащих двуокись углерода и индивидуальные углеводороды, и процесса вытеснения углеводородных жидкостей, состоящих из двух компонентов, двуокисью углерода.
На основании выполненных исследований были сделаны обоснованные выводы, правильность которых подтверждена применением численных математических моделей для расчетов газового и водо-газового воздействия на.пласт во ВНИИ и Союзнефтеотдаче.
Научная новизна. Получены следующие научные результаты:
I. Результаты анализа по фазовым равновесиям двуокиси углерода с индивидуальными углеводородами, показавшие, что фазо-4.
зые равновесия двуокиси углерода с индивидуальными углеводородами отображают основные особенности фазовых равновесий двуокиси углерода с нефіями.
2. Результаты экспериментального исследования фазового
равновесия систем двуокись углерода - н. гексан и двуокись уг-
іерода - н. гексадекан при температурах Ю0-200С и давлениях
зплоть до критических, а также системы двуокись углерода - н.
^ексан - н. гексадекан при температуре ЮОС и давлениях 14,8
і 17,2 МПа.
-
Разработанная методика экспериментальных исследований іроцесса вытеснения углеводородных жидкостей, состоящих из раз-шчных соотношений двух индивидуальннх углеводородов, двуоки-!ью углерода с использованием предварительно полученных данных га фазовым равновесиям в изучаемой системе.
-
Результаты экспериментального исследования процесса выяснения углеводородных жидкостей, состоящих из смеси н. гек-ана и н. гексадекана, двуокисью углерода, показавшие:
возможность эффективного вытеснения при ограниченной астворимости вытесняемого и вытесняющего агентов;
отсутствие резких границ в нефтевыгеснении при реализа-ии различных его видов (ограниченной растворимости, многокон-актной и одноконтактной смешиваемости).
5. Экспериментально полученные доказательства правомврно-
ти использования допущений теории многоконтактного процесса.
Практическая ценность работы. Проведенный анализ и полу-енные данные по фазовым равновесиям в системах двуокиси угле-ода с индивидуальными углеводородами могут быть использованы ля оценки применения двуокиси углерода в качестве нефтевытес-яющего агента в условиях тех месторождений, где преддолагает-я применение метода, поскольку дают возможность оценивать:
5.
-
влияние давления и температуры на взаимную растворимость нефти и двуокиси углерода;
-
влияние фракционного и группового состава нефти на е взаимную растворимость с двуокисью углерода;
-
условия существования в пласте различных углекислогн фаз, ограниченно смешивающихся с нефтью: газовой, жидкой или одновременно существующих газовой и жидкой.
Экспериментальные данные по фазовым равновесиям и вытес нию углеводородных жидкостей двуокисью углерода могут быть и пользованы для проверки расчетных методов с применением ураЕ нений состояния и гидродинамических расчетов процесса вытеск ния нефти по различным математическим моделям с использовані газовых агентов.
Реализация и внедрение результатов исследований. Резулі ты экспериментального исследования процесса вытеснения углеї дородных жидкостей, состоящих из смеси н.гексана и н.гексаде кана, двуокисью углерода и фазового поведения системы двуокись углерода - н. гексан - н. гексадекан были использованы целях установления правомерности применения численной моделі двумерной трехфазной фильтрации с учетом фазовых переходов, гравитации и диффузии, разработанной в НПО "Союзнефтеотдача' к расчетам газового и водогазового воздействия на пласт. Этг численная модель описана в отчетах по договору Д.88.015.90 "Обоснование применения газового и водогазового воздействия
пласт", этапы 4, 5, 6.2 (1988-1990 гг.) ив "Методическом к водстве по применению газовых и водогаэовых методов воздейс: вия на нефтяные пласты, утвержденном Министерством нефтяной газовой промышленности. 6.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докла-ывались на научных семинарах направления фундаментальных ис-ледованпй повышения нефтеотдачи ВНИИ (1986, 1988, І99І гг.) и :а Всесоюзном совещании "Современные метода увеличения нефте-ітдачи пластов" (г. Бугульма, 1989 г.).
Цубликации. По результатам выполненных научных исследова-ий опубликовано 9 печатных работ.
Структура и ооьем диссертации. Диссертационная работа со-ітоит из введения, четырех глав, заключения, списка использо-іанной литературы. Общий объем работы составляет 144 страницы, жлючая 90 страниц машинописного текста, 17 таблиц, 29 рисун-:ов и список литературы из 83 наименований.
Основные положония, представляемые к защите.
-
Обобщение данных по разовым равновесиям в системах, со-сержащих двуокись углерода и углеводороды различных химических пассов и молекулярных масс применительно к использованию двуо-шси углерода в качестве нефтевытесняющего агента.
-
Результаты экспериментального исследования фазового и ібьемного поведения в двойных системах двуокись углерода - н. гексан и двуокись углерода - н.гексадекан и в тройной системе [вуокись углерода - н.гексан - н.гексадекан.
-
Метод экспериментального изучения процесса вытеснения тлеводородной жидкости двуокисью углерода с использованием (анннх по фазовым равновесиям, полученных экспериментально.
-
Доказательство правомерности допущений теории многокон-
актного процесса, полученное на основании экспериментальных
гсследований процесса вытеснения углеводородной жидкости двуо-
шсыо углерода.
7.
5. Положение о том, что отличие меаду полнотой вытеснения для различных его видов (ограниченная растворимость, многоконтактная и одноконтактная смешиваемость) не является резким и что достаточно аффективным при определенных условиях может был вытеснение в режиме ограниченной растворимости.
